Människans ursprungshistoria förlorar sin enda anfader

Genetik
The Human Origin Story Is Losing Its Single Ancestor
Nya genomiska och fossila bevis tyder på att mänsklig evolution var ett sammanflätat nätverk av samexisterande arter snarare än en enda linjär härkomst från en förfädergrupp.

I ett laboratorium i Hubei-provinsen tog forskare nyligen en miljon år gammal människoskalle – förvriden, krossad och länge avfärdad som en kvarleva från en primitiv förfader – och utförde en digital uppståndelse. Fossilet, känt som Yunxian 2, hade under årtionden kategoriserats som Homo erectus, en vitt spridd men i huvudsak ”förmodern” människa. Men när 3D-rekonstruktionen var färdig stämde inte de framträdande dragen in på mallen. Istället för de arkaiska proportioner som förväntades från den eran, avslöjade skallen en mosaik av egenskaper som antyder att den moderna människans härstamning redan hade börjat formas nästan en halv miljon år tidigare än vad den gängse läroboksberättelsen tillåter.

Denna digitala omramning är en del av ett bredare och mer omvälvande skifte inom paleoantropologi och genetik. Under årtionden har den dominerande modellen för vår art varit relativt prydlig: en enda förfäderspopulation i Afrika gav upphov till Homo sapiens, som sedan ersatte alla andra hominidgrupper när de spred sig över världen. En sammanställning av nya genetiska data och omvärderade fossilfynd ger dock en betydligt rörigare och mer intressant bild. Vi rör oss bort från idén om en enda ”startpunkt” och mot en modell av en ”flätad ström” – ett nätverk av flera distinkta mänskliga släktlinjer som samexisterade, parade sig med varandra och kollektivt bidrog till det moderna genomet under nästan en miljon år.

Den linjära tidslinjens sammanbrott

Professor Chris Stringer vid Natural History Museum, en av ledarna för studien, har noterat att detta flyttar divergensen för de ”tre stora” släktlinjerna – Sapiens, neandertalare och den nyligen definierade Longi-gruppen – tillbaka till det avlägsna förflutna. Detta handlar inte bara om att ändra datum på en museiskylt. Det tyder på att tre distinkta typer av storhjärnade människor vandrade på jorden samtidigt under 800 000 år. De var inte isolerade biologiska öar; de interagerade sannolikt på sätt som våra nuvarande genomiska verktyg precis har börjat bena ut. Antagandet att vi är ”vinnarna” i ett linjärt lopp ignorerar det faktum att loppet i själva verket var en massiv, generationsöverskridande sammanslagning.

Mittenperiodens oklarheter klarnar

Paleoantropologer har länge kallat perioden mellan 800 000 och 100 000 år sedan för ”muddle in the middle” – en oklar mellanperiod. Det är en kyrkogård av fossil som inte riktigt passar in: vissa ser ut som neandertalare men har moderna tänder; andra har moderna ögonbrynsbågar men arkaiska hjärnskålar. Historiskt sett försökte forskare tvinga in dessa i en enda evolutionär stege, ofta genom att uppfinna nya artnamn som Homo heidelbergensis för att fungera som en samlingskategori för allt som inte passade in.

De senaste genetiska och morfologiska modellerna tyder på att denna oklarhet i själva verket var en period av hög konnektivitet. Istället för att vara en enda art som långsamt utvecklades till oss, var den mänskliga populationen sannolikt uppdelad i diverse undergrupper över Afrika, Europa och Asien. Dessa grupper möttes då och då när klimatet förändrades och gröna korridorer öppnades genom öknar eller över bergskedjor. Detta förklarar varför vissa miljoner år gamla fossil i Kina uppvisar egenskaper som inte skulle bli standard hos Homo sapiens förrän om ytterligare 700 000 år. De var inte våra förfäder i en direkt linje från far till son; de var en del av en genetisk pool som vi så småningom kom att dra nytta av.

Kan vi lita på den molekylära klockan?

Medan rekonstruktioner av fossil erbjuder fysiska bevis, ligger den verkliga spänningen inom detta område i den molekylära klockan – metoden att använda DNA-mutationshastigheter för att uppskatta när arter divergerade. Det är här berättelsen ofta börjar svikta. Genomiker som Dr. Aylwyn Scally från University of Cambridge påpekar att dessa uppskattningar är notoriskt osäkra. En molekylär klocka beror på vilken mutationshastighet man väljer och vilken generationstid man antar. Om människor under pleistocen fick barn vid 25 års ålder istället för 15, förskjuts hela tidslinjen för vårt ”ursprung” med hundratusentals år.

Skepsisen är välgrundad. Genetiska data från forntida lämningar är sällsynta, särskilt i värmen och den sura jorden i tropiska regioner där mycket av denna evolution sannolikt ägde rum. De flesta av våra studier om ”ursprungs-DNA” är i själva verket extrapoleringar från moderna populationer. När forskare hävdar att Homo sapiens uppstod för 800 000 år sedan baserat på Yunxian 2, triangulerar de mellan en fysisk skalle och en matematisk modell. Det är ett briljant detektivarbete, men det vilar på antagandet att mutationshastigheten förblev konstant under en miljon år av istider och vulkanutbrott. Inom biologin är ”konstant” en relativ term.

Den asiatiska kopplingen och migrationsvågorna

Fokuset på kinesiska fossil som Yunxian 2 markerar också ett betydande skifte i geografin för forskningen om människans ursprung. Under stora delar av 1900-talet var berättelsen eurocentrisk (neandertalare); under slutet av 1900-talet blev den afrocentrisk (ut ur Afrika). Nu gör Asien anspråk på sin plats i sekvensen. Nya studier av mitokondrie-DNA har avslöjat att migrationer inte var en envägsgata ut ur Afrika. Till exempel har nyligen genomförd forskning om ursprunget för paleo-sibirier och ursprungsamerikaner identifierat minst två distinkta migrationsvågor från norra Kina och Japan, en under den senaste istiden och en kort därefter.

Detta tyder på att Östasien inte bara var en återvändsgränd dit människor kom och stannade, utan en sekundär ”pump” för mänsklig mångfald. De genetiska markörer som återfinns i forntida kinesiska populationer dyker upp på oväntade platser, inklusive i Amerika. Detta komplicerar de politiska och nationalistiska narrativ som ofta omger paleoantropologin. Om människans ursprung är en flätad ström, kan ingen enskild region göra anspråk på att vara mänsklighetens exklusiva vagga. Vi är produkten av ett globalt nätverk som fungerade långt innan konceptet om en jordglob existerade.

Politiken kring finansiering av hominidforskning

Bakom de högtravande diskussionerna om forntida förfäder döljer sig den mer krassa verkligheten av forskningsanslag och institutionell prestige. Omklassificering av fossil är sällan en neutral handling. Att identifiera en ny art eller en ”omskriven tidslinje” är det säkraste sättet att säkra anslag och publiceringar med hög genomslagskraft. När teamet från Fudan University argumenterar för att Yunxian 2 ”helt ändrar” vår förståelse, navigerar de i ett fält där det mest högljudda påståendet ofta dikterar riktningen för nästa årtiondes forskning.

Det finns också en ihållande brist på data när det gäller övervakning. Vi har ett överflöd av fossil och genetiska data från kalla, torra regioner som Europa och norra Asien eftersom DNA bevaras där. Vi har nästan ingenting från Västafrika eller Sydostasien, där luftfuktigheten förstör de molekyler vi behöver för att bevisa dessa teorier om flätade strömmar. Detta innebär att vår nuvarande ”omskrivna” historia fortfarande är kraftigt vinklad mot de platser där marken är tillräckligt kall för att bevara en hemlighet. Vi ritar en karta över världen baserat på de få landområden där ljuset råkar falla.

Riskerna med genomisk omtolkning

När vi rör oss mot dessa mer komplexa modeller finns en risk för överkorrigering. Entusiasmen för ”korsbefruktning” och ”flera förfäder” kan ibland skymma det faktum att Homo sapiens till slut blev en biologiskt distinkt enhet. Vi har en specifik uppsättning genetiska anpassningar relaterade till hjärnans utveckling, socialt samarbete och, kanske viktigast av allt, en unik sårbarhet för vissa miljörelaterade sjukdomar som våra kusiner inte delade.

Faran med metaforen om den ”flätade strömmen” är att den kan antyda att alla dessa forntida grupper i huvudsak var likadana. Det var de inte. De var distinkta släktlinjer anpassade till vitt skilda miljöer – från Sibiriens frysande stäpper till Sundalands tropiska skogar. När de parade sig med varandra utbytte de inte bara neutralt ”skräp-DNA”; de utbytte funktionella gener som hjälpte våra förfäder att överleva nya klimat och nya patogener. Det moderna mänskliga genomet är ett lapptäcke av dessa överlevnadsstrategier, ett biologiskt arkiv över varje ekologisk utmaning som våra olika förfäder lyckades övervinna.

Ju djupare vi gräver, desto mer inser vi att vår besatthet av att hitta en enskild ”Adam” eller ”Eva” är en kvarleva av vårt eget kulturella historieberättande, inte en återspegling av biologisk verklighet. Evolutionen fungerar inte genom enstaka ögonblick av förvandling; den fungerar genom den långsamma, röriga ackumuleringen av egenskaper över tid och rum. Vi börjar äntligen se att vår historia inte är en enda linje dragen i dammet, utan en karta där varje stig förr eller senare vänder tillbaka mot sig själv. Genomet är en exakt huvudbok över vårt förflutna, men den värld det beskriver har alltid varit underbart kaotisk.

Wendy Johnson

Wendy Johnson

Genetics and environmental science

Columbia University • New York

Readers

Readers Questions Answered

Q Vad antyder modellen om flätade flodsystem (braided stream model) om människans evolution?
A Modellen om flätade flodsystem ersätter den traditionella linjära synen på mänsklig evolution med ett komplext nätverk av samexisterande släktlinjer. Istället för en enda förfäderspopulation i Afrika föreslår den att flera grupper, inklusive moderna människor, neandertalare och Longi-gruppen, levde samtidigt under nästan 800 000 år. Dessa skilda populationer interagerade och fick avkomma med varandra under årtusenden, och bidrog kollektivt till det moderna mänskliga genomet istället för att en grupp helt enkelt ersatte alla andra.
Q Hur har den digitala rekonstruktionen av Yunxian 2-skallen utmanat befintliga tidslinjer?
A Den digitala rekonstruktionen av det en miljon år gamla Yunxian 2-fossilet från Kina avslöjade en mosaik av drag som inte passar in i mallen för den arkaiska Homo erectus. Dessa egenskaper tyder på att drag från den moderna mänskliga släktlinjen började framträda nästan 500 000 år tidigare än vad standardläroböcker tidigare angett. Denna upptäckt indikerar att divergenserna mellan de stora mänskliga släktlinjerna skedde mycket längre tillbaka i tiden, vilket flyttar tillbaka ursprunget för moderna biologiska drag avsevärt.
Q Vilken roll spelade Östasien i utvecklingen och migrationen av tidiga människor?
A Nya fossil- och genetiska bevis indikerar att Östasien var ett viktigt centrum för mänsklig mångfald snarare än en återvändsgränd för migration. Forskning om forntida kinesiska populationer och mitokondrie-DNA har identifierat flera vågor av migration som utgått från norra Kina och Japan till Amerika. Detta tyder på att människans evolution var en global process där Östasien fungerade som en sekundär pump för mångfald, vilket bidrog avsevärt till det flätade nätverket för vår art.
Q Varför anses den molekylära klockan vara ett kontroversiellt verktyg inom paleoantropologi?
A Den molekylära klockan uppskattar arters divergens genom att analysera DNA-mutationshastigheter, men dess noggrannhet beror på antaganden om generationsintervaller och konstanta mutationshastigheter. Om pleistocenmänniskor fick barn vid andra genomsnittsåldrar än vad som antagits, skulle hela tidslinjen för Homo sapiens uppkomst kunna förskjutas med hundratusentals år. Dessutom är forntida DNA ofta svårt att återvinna från tropiska regioner, vilket tvingar forskare att förlita sig på extrapoleringar från modern genetisk data.

Have a question about this article?

Questions are reviewed before publishing. We'll answer the best ones!

Comments

No comments yet. Be the first!