Het is een veelbelovende methode waarmee we veel meer mysteries over onze eigen menselijke geschiedenis kunnen ontraadselen.

Oud DNA heeft ondertussen al heel wat aspecten van ons eigen evolutionair verleden onthuld. Denk bijvoorbeeld aan de relatie met onze verre neven, zoals de Neanderthalers en denisovamensen. Wetenschappers wisten dit oude DNA te extraheren uit goed bewaard gebleven botten en tanden. Dergelijke skeletresten zijn echter uiterst zeldzaam, waardoor grote delen van de menselijke geschiedenis nog altijd in nevelen is gehuld. Maar daar brengen wetenschappers nu dankzij een nieuwe techniek verandering in.

DNA uit sediment
Om de hiaten te vullen, hebben onderzoekers nu een nieuwe methode bedacht om aan DNA te komen. En wel door menselijk nucleair DNA (DNA uit de celkern) uit sedimenten te vissen. Tot nu toe zijn wetenschappers er alleen nog in geslaagd om mitochondriaal DNA uit archeologische sedimenten te halen. Dit is echter niet zo interessant voor de studie naar relaties tussen verschillende volkeren. Maar als we kern-DNA uit sedimenten kunnen vissen en dit vervolgens kunnen analyseren, biedt dit nieuwe mogelijkheden om veel meer over ons eigen verleden te ontwaren.

Beren op de weg
Bij het extraheren van oud menselijk DNA uit sedimenten komen wel wat zaken kijken. Je moet bijvoorbeeld oppassen dat je niet opeens het DNA van beren en hyena’s die ook soms hun toevlucht in grotten zoeken, aanziet voor menselijk DNA. “Er zijn veel plaatsen op het menselijk genoom die erg lijken op het DNA van een beer,” zegt onderzoeker Benjamin Vernot. Het team besloot zich daarom te concentreren op alleen betrouwbare regio’s in het genoom waarbij ze zeker wisten dat ze alleen menselijk DNA zouden isoleren. “We wilden er zeker van zijn dat we niet per ongeluk naar een nog onbekende hyena-soort keken,” aldus Vernot.

150 monsters
De wetenschappers pasten hun nieuw ontwikkelde techniek toe op meer dan 150 sedimentmonsters verzameld uit drie verschillende grotten. In twee grotten hadden onderzoekers al eerder DNA uit botten geanalyseerd. Hierdoor was het huidige team in staat om het DNA dat uit de sedimenten werd gevist, te vergelijken met het DNA verkregen uit de botten. “De techniek die we hebben ontwikkeld is erg nieuw,” legt Matthias Meyer uit. “We wilden deze dan ook eerst testen op plaatsen waar we wisten wat we konden verwachten. Toen bleek dat de resultaten overeenkwamen met die uit de eerdere studies, wisten de onderzoekers dat ze een betrouwbare methode hadden ontwikkeld.

Wetenschappers halen DNA uit sedimenten in de Noord-Spaanse grot Galería de las Estatuas. Afbeelding: Javier Trueba – Madrid Scientific Films

De onderzoekers gingen vervolgens een stap verder. Bij opgravingen in de derde grot in Noord-Spanje waren namelijk stenen werktuigen ontdekt die tussen de 70 en 115 duizend jaar oud bleken te zijn. Er was één Neanderthaler-teenbotje gevonden, maar die was te klein om er DNA uit te extraheren. En dus gingen de onderzoekers met hun nieuwe techniek aan de slag. Het leidt tot een interessante ontdekking. Het kern-DNA dat uit de sedimenten werd gehaald, onthulde namelijk dat niet één, maar twee Neanderthaler-populaties in de grot hadden geleefd. De laatste bewoners zouden ongeveer 100.000 jaar geleden de grot hebben overgenomen van de oorspronkelijke eigenaren.

De studie toont de enorme potentie van de nieuwe methode aan. “Het breidt het aantal mogelijkheden waarmee we onze oude evolutionaire geschiedenis kunnen ontrafelen enorm uit,” concludeert Vernot. “We lossen de beperking van het vinden van menselijke resten op en breiden het aantal plaatsen dat mogelijk geschikt is voor onderzoek drastisch uit. Het betekent dat we nu DNA kunnen bestuderen van veel meer menselijke populaties en in veel meer gebieden dan tot nu toe voor mogelijk werd gehouden.”