Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Islandsk DNA-puslespil giver ny viden om neandertalere

Et internationalt forskerhold har sammenstykket et nyt billede af neandertalerne ud fra de gener, neandertalerne efterlod i moderne menneskers DNA, da de fik børn med dem for omkring 50.000 år siden. De nye brikker i puslespillet har forskerne fundet ved at gennemtrawle over 27.000 islændinges genomer. De har bl.a. fundet ud af, at neandertaler-kvinder var ældre end den tids homo sapiens-kvinder, når de fik børn – og neandertaler-mændene var yngre.

22.04.2020 | Peter F. Gammelby

Grafik viser delvist gennemsigtigt neandertaler-kranium over et omrids af Island med grønt nordlys i baggrunden.

Islændinges DNA giver ny indsigt i uddøde menneskearter. Grafik: Astrid Reitzel, AU

Voksmodeller af en neandertal-mand og neandertal-kvinde med hver deres spyd.

Modeller af mandlig og kvindelig neandertaler i Neandertalmuseet, Mettmann, Tyskland. Foto: UNiesert / Frank Vincentz (montage: Abuk Sabuk) / Wikimedia Commons / CC-BY-SA-3.0 / GFDL

Det er en kendt sag, at en gruppe af vores forfædre forlod Afrika og for omkring 50.000 år siden mødte neandertalere i Europa – og fik børn med dem.

Nu viser en ny analyse, at neandertalere muligvis fik børn med en anden fortidig menneskeart, denisovanere, inden de mødtes med Homo sapiens – og at disse børn har været fertile og bragt gener fra begge arter videre til moderne mennesker.

Analysen viser også, at neandertaler-kvinderne for 100-500.000 år siden gennemsnitlig blev mødre i en senere alder, end samtidige kvinder af arten homo sapiens gjorde i Afrika. Til gengæld blev neandertaler-mændene fædre i en yngre alder, end deres moderne afrikanske fætre gjorde.

Hvordan kan man analysere sig frem til det?

Neandertalerne er måske nok uddøde, men små stykker af deres DNA lever videre i os. Alle nulevende mennesker uden for Afrika har op til to procent neandertaler-gener i deres DNA.

Disse to procent er imidlertid spredt som små fragmenter i vores genomer, og ikke alle individer har arvet de samme fragmenter. Fragmenterne kan således opfattes som brikker fra et puslespil, og hvis man sætter dem sammen, kan man få et billede af genomet i den neandertal-population, som de moderne mennesker dengang fik børn med.

Ny metode til at finde brikker

Det kræver selvfølgelig, at man kan finde brikkerne. Og det er netop grundlaget for det resultat, som en gruppe forskere fra Danmark, Island og Tyskland i dag publicerer i det videnskabelige tidsskrift Nature:

En af dem, postdoc Laurits Skov på Center for Bioinformatik (BiRC) på Aarhus Universitet, har udviklet en metode til at spore neandertal-fragmenter i vores DNA. Den metode har han og ph.d.-studerende Moisès Coll Macià taget med sig til Island, hvor genetikfirmaet deCODE ligger inde med genetiske data og helbredsoplysninger for over halvdelen af islændingene.

”Vi tilbragte flere måneder hos deCODE i Reykjavik på det, som kan betegnes som feltstudier for en data-biolog. Ved at kombinere min metode med deCODEs data og ekspertise har vi i samarbejde analyseret 27.566 genomer, hvilket gør vores studie 10 gange større end tidligere studier af neandertal-gener i menneskers DNA,” fortæller Laurits Skov.

De mange fragmenter udgør tilsammen ca. halvdelen af et komplet neandertal-genom.

Denisovaner-gener på afveje?

Men i islændingenes DNA fandt forskerne også betydelige fragmenter af arvemateriale fra en anden forhistorisk menneskeart, denisovanerne, hvilket var noget af en overraskelse. Hidtil har man primært fundet denisovaner-gener hos australske aboriginere, østasiater og mennesker i Papua New Guinea. Så hvordan var de havnet i islændinges DNA? Og hvornår?

Ud fra fordelingen af generne og mutationerne opstiller forskerne to mulige forklaringer:

Enten fik neandertalere børn med denisovanere, inden de mødte de Homo sapiens. Dermed var de neandertalere, som Homo sapiens fik børn med, allerede hybrider, som overførte både neandertal- og denisova-gener til børnene.

”Hidtil har man ment, at de neandertalere, moderne mennesker har fået børn med, var ”rene” neandertalere. Forskere har ganske vist fundet resterne af en hybrid mellem denisovaner og neandertaler i en hule i Østasien, men man har ikke vidst, om der var flere af den slags hybrider, og om de tusinder af år senere fik børn med moderne mennesker,” forklarer professor Mikkel Heide Schierup fra BiRC.

Eller også mødte Homo sapiens denisovanere, længe før de mødte neandertalere. Hidtil har man ment, at det forholdt sig omvendt – at moderne mennesker først mødte neandertalere og fik børn med dem, og først titusinder af år senere fik børn med denisovanere.

”Begge forklaringer er lige sandsynlige, og begge forklaringer vil være videnskabelige nyheder,” siger Mikkel Heide Schierup.

Neandertal-gener med lille betydning

Studiet viser desuden, at neandertal-DNA’et ikke har den store betydning for moderne mennesker.

“Mange af de neandertal-varianter, som man tidligere har fundet i moderne menneskers DNA, har man troet var forbundet med øget risiko for sygdomme. Men vores studie viser, at menneskelige gen-varianter, som var placeret lige ved siden af neandertal-generne, er bedre forklaringer på risikoen. Vi har også fundet noget, som kun kan forklares med neandertal-gener, men det betyder ikke så meget,” siger Mikkel Heide Schierup.

De egenskaber og risici for sygdomme, som kan kædes sammen med neandertal-DNA, er

Lidt lavere risiko for prostatakræft, lavere koncentration af hæmoglobin, lavere kropslængde (en millimeter) og lidt hurtigere koagulering af blodplasma.


Kontakt:

Professor Mikkel Heide Schierup,
Center for Bioinformatik, Aarhus Universitet
Mail: mheide@birc.au.dk
Mobil: 2778 2889

Yderligere oplysninger:

Du kan finde den videnskabelige artikel her: The nature of Neanderthal introgression revealed by 27,566 Icelandic genomes

Og høre Natures egen podcast om nyheden her...
Du kan også læse en artikel om studiet i Science Magazine her.

Forskningsprojektet er gennemført med støtte fra Novo Nordisk Fonden og Det Frie Forskningsråd, med forskere fra
Bioinformatics Research Centre (BiRC), Aarhus Universitet, Danmark.
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig, Tyskland.
deCODE Genetics, Reykjavik.
Reykjavik School of Science and Engineering, Reykjavik Universitet.
Institut for Antropologi, Islands Universitet.
Det medicinske fakultet, School of Health Sciences, Islands Universitet

Faculty of Natural Sciences