Vorig jaar weerlegden wetenschappers het idee dat Neanderthalers minder goed tegen rook bestand waren dan wij. Het is de wetenschap op zijn best.

Eind november bracht Scientias.nl nieuws over Neanderthalers, geschreven door Vivian Lammerse. Ze beschrijft een nieuw onderzoekresultaat van Jac Aarts en collega’s. Zij benoemt daarbij samengevat twee thema’s. Ten eerste dat ‘niets erop wijst dat Neanderthalers minder goed tegen rook konden dan wij’. Waarom druist zoiets tegen de intuïtie in? Nou omdat je zou denken dat moderne mensen in pakweg de afgelopen tienduizenden jaren steeds meer werden blootgesteld aan giftige rook (vanaf de agrarische revolutie vooral in bedompte hutten en huizen) en daar ten gevolge van natuurlijke selectie beter tegen zouden kunnen dan Neanderthalers. Wat dus niet het geval is, het omgekeerde lijkt eerder aan de orde te zijn. Het tweede thema is of Neanderthalers ‘hun doodvonnis tekenden’ door vuur te gaan gebruiken terwijl ze daar slecht tegen konden. Dit idee wordt gevoed door een invloedrijk artikel (van Hubbard et al.) uit Amerika dat suggereert dat Neanderthalers door hun extreme gevoeligheid voor giftige stoffen in rook het tegen ‘ons’ zouden hebben afgelegd. Ook die vlieger gaat dus niet meer op!

Een leerzaam proces over waarheidsvinding
Rob Oele zocht voor Scientias.nl nader uit hoe het zit met dit bijzondere verhaal. Daarvoor bevroeg hij Jac Aarts en ook Wil Roebroeks die de Wageningse moleculair bioloog zijn Human Origins-onderzoeksgroep binnenhaalde. Wat maakt dit geval van de waarheidsvinding in wetenschap zo leerzaam volgens Oele? Enerzijds het onderzoekresultaat zelf dat Aarts et al. reeds in 2016 op het spoor waren (thema 1 uit de inleiding hierboven). Anderzijds gaat het erover hoe dat verrassende inzicht geen publieke aandacht kreeg doordat kort daarvoor een onderzoek van de eerder genoemde Amerikaanse onderzoeksgroep breed was uitgemeten in de pers. Deze onderzoekers concludeerden dat het zogenaamde Ah receptoreiwit van Neanderthalers 150 tot wel 1000 maal gevoeliger was voor gifstoffen zoals die in rook voorkomen dan onze Ah receptor. En die Ah receptor speelt een rol in het ontgiften van rook, alhoewel een dubbelrol. Er bestaat volgens Aarts derhalve geen eenduidig verband tussen de gevoeligheid van de Ah receptor voor toxische componenten van rook en het ontgiften daarvan. Door dat verband wél te leggen leek er bewijs te zijn dat Neanderthalers door hun veronderstelde hypersensitiviteit voor giftige rook extra kwetsbaar waren (thema 2 uit de inleiding). Maar vervolgens slaagde Aarts erin om het enorme verschil in gevoeligheid van de Ah receptor tussen Neanderthalers en moderne mensen voor gifstoffen in rook te falsificeren waarmee dus de basis wegvalt voor de gevolgtrekkingen van zijn Amerikaanse collega’s. Dat maakt deze casus nog interessanter!

De uitgangshypothese toetsen
Rob stelt zijn eerste vraag aan Jac Aarts: “Wat waren eigenlijk de hypothese en opzet van het onderzoek dat je in 2016 publiceerde?” Aarts: “We gingen uit van de gedachte dat blootstelling van Neanderthalers aan giftige stoffen in rook sporen in hun DNA moet hebben achtergelaten, omdat bekend is dat de die gifstoffen een negatief effect hebben op de mannelijke en vrouwelijke vruchtbaarheid en de ongeboren vrucht. Het ligt daarom voor de hand dat regelmatige blootstelling aan rook moet hebben geleid tot genetische aanpassingen resulterend in een betere ontgifting van toxische componenten uit rook. Ik selecteerde genen die een rol spelen in het ontgiften van rook en waarvan er twee of meer varianten bekend zijn bij moderne mensen en die een verschil maken wat betreft het risico op schadelijke voortplantingseffecten van het roken van tabak.” Om kort te gaan: Aarts vergeleek de varianten van deze set ‘rook’genen van Neanderthalers en de verwante Denisova-mensachtige met die van moderne mensen. Roebroeks vult aan: “Het leek een logische gedachte dat moderne mensen door een dóórgaand proces van natuurlijke selectie beter in staat zouden zijn om rook te ontgiften. Ik was van plan om de(ze) biologische kant van onze human origins te gaan onderzoeken. Door de prijs van de ‘Koninklijke academie van wetenschappen’ die ik won kreeg ik de kans hierin te investeren. Daarmee kon Aarts dus aan de slag die logisch lijkende gedachtegang voor een zo groot mogelijke lijst genen en hun varianten te toetsen.”

“Het lijkt erop dat moderne mensen bezig zijn die oude, relatief beschermende genvarianten langzaam te verliezen”

De hypothese wordt niet bevestigd maar leidt wel tot nieuwe inzichten. Het uiteindelijke onderzoeksresultaat verbaasde hen: moderne mensen lijken eerder meer dan minder gevoelig voor de giftige stoffen in rook te zijn geworden. Dit heeft mogelijk als achtergrond dat onze verre voorouders (zo ver terug dat zij ook de voorouders zijn van Neanderthalers, Denisova-mensen, chimpansees en gorilla’s) vanuit de diepe evolutie al genvarianten hebben meegekregen die hen resistent(er) maken tegen bepaalde giftige stoffen uit planten. Hierbij zijn dezelfde genen betrokken als de ‘rook’genen van Neanderthalers die Aarts selecteerde. Het ontgiften van rook heeft dus kennelijk kunnen meeliften op het evolutionair oudere vermogen om bepaalde plantentoxines te ontgiften. En het lijkt erop dat moderne mensen bezig zijn die oude, relatief beschermende genvarianten langzaam te verliezen.

Krachtige tegengestelde claims
Rob: “Wat gebeurde er in 2016 met jouw publicatie?” Jac Aarts: “Het kostte ons veel moeite en tijd om dat voor elkaar te krijgen, het reviewproces duurde lang en verliep niet echt soepel”. Hij vervolgt: “Toen ons artikel eindelijk geaccepteerd werd (maar nog niet was gepubliceerd) verscheen meteen daarna (en dus voorafgaand aan onze publicatie) het artikel van de andere groep met daarin volstrekt tegenovergestelde conclusies als in ons onderzoek. Dát werd onmiddellijk overal opgepikt en gold als ‘waar’.” Rob vraagt aan Wil Roebroeks hoe hij daar tegenaan kijkt. “Een review- en publicatieproces verloopt soms erg moeizaam, vooral als het om een onderzoek gaat dat op het snijvlak van nogal wat disciplines ligt zoals hier het geval was. Het was een ongelukkige samenloop van omstandigheden dat de publicatie van Aarts et al. uitkwam kort na het artikel met heel andere conclusies. Die werden bovendien zeer goed gepromoot’. Rob: “Ging deze bevinding misschien ook tegen het (toen) heersende denken over Neanderthalers in?” Roebroeks: “Dat hypersensitiviteit van Neanderthalers voor giftige stoffen in rook een rol speelde in hun verdwijnen was een duidelijk verhaal dat gemakkelijk te bevatten was. Het had een veel eenvoudiger boodschap dan onze contra-intuïtieve en genuanceerde uitkomst: namelijk dat efficiënte detoxificatie van rook uit de diepe evolutie komt, met de nuance dat de moderne mens eerder slechter dan beter dan Neanderthalers is in het omgaan met rook.”

Waarheidsvinding door die claim te falsificeren
Rob vraagt wat hun antwoord was. Aarts: “Ik ben met Wil aan tafel gaan zitten en we besloten het onderzoek van onze Amerikaanse collega’s over te doen vanwege onvolkomenheden die ik in hun onderzoeksopzet zag.” Bij deze een van de voorbeelden die hij geeft: de Amerikanen bestudeerden hun ‘rook’gen van Neanderthalers, te weten de genetische code voor de Ah receptor, in rattencellen; en dat laatste kan volgens Aarts tot zeer vertekende resultaten leiden. Dat komt omdat op die manier een eiwit van een mens(achtige) in een heel andere cellulaire omgeving wordt gebracht waardoor er een aanzienlijke kans bestaat dat het niet normaal kan functioneren. Daarom gebruikte Aarts nu menselijke (HeLa) cellen in plaats van rattencellen. Roebroeks: “Jac heeft met methoden die veel dichter bij de menselijke biologie liggen het experiment van onze VS-collega’s herhaald en met heel andere resultaten. Daarmee is dát onderzoek gefalsificeerd en dat is nogal wat, zeker als je bedenkt welke impact dat toen had en nog heeft! Daarmee zie je ook hoeveel moeite en tijd het kost dergelijke claims te herstellen.”

Meer nieuwe vragen dan antwoorden
De oorspronkelijke bevindingen van Aarts lijken versterkt. Dan dringt zich voorts de vraag op: hoe verder? Roebroeks: “Er zijn in feite meer vragen dan antwoorden.” Bijvoorbeeld: Waarom was een vroege ‘moderne mens’ in Europa (Ust-Ishim, 45.000 jaar oud) al minder resistent tegen gifstoffen in rook? Daarbij doemen hypotheses op die hij onder de categorie ‘wilde speculaties’ schaart. Zoals: kan het zijn dat de mensen die zich tussen 40.000 en 70.000 vanuit Afrika over Europa en Azië verspreidden in een genetische flessenhals al wat van die resistentie hadden verloren? En wat zijn de consequenties van de bevinding dat we bepaalde beschermende varianten tegen giftige rook als moderne mensen kennelijk aan het verliezen zijn? Het gaat om varianten die al heel oud zijn en ook betrokken zijn bij de omzetting van gifstoffen uit planten. Daarbij rijzen er ook vragen zoals waaraan we in relatie tot onze voeding het beste evolutionair zijn aangepast en onder welke selectiedruk we nu als moderne mensen staan. Volgens Roebroeks zijn het vraagstellingen die niet gauw zijn af te bakenen tot specifieke onderzoeken die een snel antwoord op gaan leveren; die kunnen beter middels fundamenteel onderzoek aangesneden worden. Helaas is daar volgens hem door het huidige wetenschappelijke klimaat niet veel ruimte en geld voor. Aarts zou graag willen onderzoeken onder welke selectiedruk de ‘rook’genen van moderne mens staan. En wie weet vindt hij weer iets totaal onverwachts…

Over de auteur
Rob Oele (1953) heeft in de jaren ’70 ontwikkelingspsychologie gestudeerd en is altijd zeer geïnteresseerd geweest in de ontstaansgeschiedenis van de mens. De laatste jaren is hij zich hier echt in aan het verdiepen en schrijft hij voor Scientias.nl met regelmaat over nieuwe, verrassende bevindingen en dito inzichten die hij tijdens zijn zoektocht naar het verhaal van onze herkomst tegenkomt. Nieuwsgierig? Bekijk hier de artikelen die eerder van zijn hand verschenen! Oele blijft de ontwikkelingen op de voet volgen en zal er ook regelmatig over publiceren op Scientias.nl.