Zelfs Afrikanen blijken tóch redelijk wat genetisch materiaal afkomstig van Neanderthalers te herbergen.

Eerdere studies hebben al aangetoond dat alle moderne mensen – met uitzondering van Afrikanen – enig Neanderthaler-DNA herbergen. Dat DNA is in ons genoom terecht gekomen toen moderne mensen – nadat ze Afrika hadden verlaten – Neanderthalers tegen het lijf liepen en met deze mensachtigen de lakens deelden. Die gezellige ontmoetingen lieten hun sporen na in het genoom van Europeanen en Aziaten. Sporen die tienduizenden jaren later nog altijd te detecteren zijn. En – zo suggereert dit nieuwe onderzoek – ietwat omvangrijker zijn dan altijd werd aangenomen. Sterker nog: tegen alle verwachtingen in blijken Neanderthalers zelfs een behoorlijk stempel te hebben gedrukt op het genoom van Afrikanen. Tot die verrassende conclusie komen onderzoekers in het blad Cell. Ze baseren zich op een nieuw onderzoek, waarin een nieuwe statistische methodes is gebruikt die de onderzoekers IBDmix hebben gedoopt.

De statistische methode
“IBDmix is vernoemd naar het genetische principe ‘identiek door afkomst’ (identity by descent, kortweg IBD), waarbij een deel van het DNA in twee individuen identiek is omdat deze individuen ooit een gemeenschappelijke voorouder deelden,” legt onderzoeker Aaron Wolf uit aan Scientias.nl. “IBDmix werkt als volgt: het neemt twee genomen – eentje van een mens en eentje van een Neanderthaler – en leest ze base voor base af, om zo vast te kunnen stellen hoe waarschijnlijk het is dat de beide genomen op een gegeven plek identiek zijn. Elke plek krijgt een score op basis van de waarschijnlijkheid van IBD en meerdere van deze locaties kunnen samen worden gevoegd om de score te maximaliseren en zo in het genoom van moderne mensen grote segmenten te identificeren die afkomstig zijn van Neanderthalers.”


Bij het opsporen van dat Neanderthaler-DNA moet echter een belangrijk onderscheid worden gemaakt tussen de twee manieren waarop dat DNA in ons genoom beland kan zijn. “Je moet onderscheid maken tussen sequenties die lijken op die van Neanderthalers, omdat onze voorouders zich ooit met Neanderthalers kruisten en de sequenties die lijken op die van Neanderthalers, omdat we ooit een gemeenschappelijke voorouder deelden,” legt Wolf uit. Eerder maakte men dat onderscheid door handig gebruik te maken van een ‘referentie-populatie’. “Vaak waren dat Afrikaanse populaties waarvan aangenomen werd dat ze weinig of geen (door kruising verkregen, red.) Neanderthaler-DNA herbergden.” Die methode is echter niet onbevooroordeeld. Want stel nu dat Afrikaanse populaties toch Neanderthaler-DNA herbergen; dan zou je met deze methode de hoeveelheid Neanderthaler-DNA ten gevolge van onderlinge kruisingen onderschatten. En dat is – volgens Wolf en collega’s – precies wat er de afgelopen jaren is gebeurd. Dat ontdekten ze doordat IBDmix geen Afrikaanse populatie, maar een Neanderthaler-genoom gebruikt als referentie. “IBDmix maakt het onderscheid (tussen genetisch sporen die het resultaat zijn van kruisingen tussen Neanderthalers en moderne mensen en genetische sporen die het resultaat zijn van het feit dat we een gemeenschappelijke voorouder hebben, red.) door gebruik te maken van de eigenschappen van de Neanderthaler-sequentie zelf, zoals bijvoorbeeld de frequentie van mutaties (…) en identificeert zo de gebieden in het menselijk genoom die het resultaat zijn van kruisingen met Neanderthalers.”

“We waren echt heel verbaasd over het relatief grote aandeel Neanderthaler-DNA in Afrikaanse populaties”

Afrika
Het onderzoek wijst uit dat we stuk voor stuk meer Neanderthaler zijn dan gedacht en dat zelfs Afrikanen de sporen van Neanderthalers in hun genoom hebben zitten. Zo’n 0,3 procent van hun genoom is afkomstig van Neanderthalers, zo schrijven de onderzoekers. “We waren echt heel verbaasd over het relatief grote aandeel Neanderthaler-DNA in Afrikaanse populaties en het feit dat dit aandeel in een aantal verschillende Afrikaanse populaties ongeveer even groot bleek te zijn,” vertelt Wolf.

Remigratie
Maar hoe komen de Afrikanen nu aan dat Neanderthaler-DNA? Hoe is het mogelijk dat zij het ook herbergen als moderne mensen de Neanderthaler pas nadat ze Afrika verlaten hadden, tegen het lijf liepen? “Wij geloven dat een groot deel van het Neanderthaler-DNA in Afrikaanse populaties te herleiden is naar historische remigraties van voorouderlijke Europese populaties naar Afrika,” vertelt Wolf. In andere woorden: moderne mensen verlieten Afrika, ontmoetten Neanderthalers en kruisten zich daarmee, waarna nageslacht daarvan – uitgerust met een stukje Neanderthaler-DNA – terugkeerde naar Afrika, seks had met mensen daar en zo een stukje Neanderthaler in Afrikaanse populaties introduceerden. Dat wordt onderschreven door het feit dat meer dan 94% van het Neanderthaler-DNA dat in Afrikaanse populaties is ontdekt, ook te vinden is in niet-Afrikaanse populaties.


Oost-Azië en Europa
Maar het onderzoek brengt nog meer interessante conclusies. Zo suggereerden eerdere studies dat Oost-Aziaten ongeveer 20% meer Neanderthaler-DNA herbergden dan Europeanen. Maar die schatting moet volgens Wolf en collega’s worden bijgesteld. “Onze resultaten suggereren dat het verschil tussen Neanderthaler-DNA in Europese en Oost-Aziatische populaties veel kleiner is dan eerder werd gedacht.” Oost-Aziaten zouden hooguit 8% meer Neanderthaler-DNA herbergen dan Europeanen. Het betekent dat we onze ideeën over hoe de Oost-Aziaten aan zo’n grote hoeveelheid Neanderthaler-DNA komen, moeten herzien. Eerder werd het relatief grote aandeel van Neanderthaler-DNA in het genoom van Oost-Aziaten wel verklaard door de hypothese die stelt dat er in Oost-Azië eigenlijk twee ‘kruisings-golven’ waren, waarin Oost-Aziaten de tweede keer dus een extra portie Neanderthaler-DNA opdeden. Maar nu blijkt dat Oost-Aziaten helemaal niet zoveel extra Neanderthaler-DNA hebben, lijkt die theorie de prullenbak in te kunnen. “De veel kleinere variatie in Neanderthaler-DNA tussen (Oost-Aziatische en Europese, red.) populaties kan eenvoudiger worden verklaard door historische variaties in de omvang van deze populaties,” stelt Wolf. Wat verder mogelijk ook een rol heeft gespeeld, is dat het Neanderthaler-DNA in Europeanen verder ‘verdund’ is doordat zij zich mengden met een populatie die helemaal geen Neanderthaler-DNA herbergde. “Er is genetisch bewijs dat Europeanen DNA van zo’n populatie herbergen, maar fossiel bewijs voor het bestaan ervan, ontbreekt nog.”

Complex
Het onderzoek onthult zo dat Neanderthalers hun sporen nalaten in elke moderne menselijke populatie die tot op heden bestudeerd is. “En dus niet alleen in niet-Afrikaanse populaties,” aldus Wolf. Het laat maar weer eens zien hoe complex onze evolutionaire geschiedenis is en met hoeveel factoren er rekening dient te worden gehouden als men deze in kaart wil proberen te brengen. “Het raakt me hoe vaak we de menselijke geschiedenis in heel simpele termen vangen,” stelt onderzoeker Joshua Akey. “Zo stellen we ons bijvoorbeeld vaak voor dat er tussen 60.000 en 80.000 jaar geleden één uittocht uit Afrika plaatsvond die leidde tot het bevolken van de rest van de wereld. Maar onze resultaten laten zien dat de geschiedenis veel interessanter was en dat er heel wat uittochten waren, waarvan sommigen leidden tot de vermenging tussen moderne mensen en Neanderthalers waarvan we vandaag de dag de sporen nog terugzien in de genomen van alle levende individuen.” En men trok dus niet alleen uit Afrika weg; sommigen keerden ook weer terug.

Het is al met al dus nog niet zo eenvoudig om onze evolutionaire geschiedenis – en dan met name het deel waarin we de Neanderthalers tegen het lijf liepen – te ontrafelen. Maar het is zeker de moeite waard, zo stelt Wolf. “Deze periode in onze evolutionaire geschiedenis heeft belangrijke implicaties voor ons begrip van de menselijke evolutie en moderne ziekten. We hebben via de vermenging met Neanderthalers een aantal van hun genen geërfd en sommige ervan zijn tot op de dag van vandaag voordelig voor onze gezondheid, terwijl anderen juist slecht zijn voor de gezondheid. Het bestuderen van deze genen en de variaties in Neanderthaler-DNA in verschillende populaties kan meer inzicht geven in variaties in gezondheid en ziekte. En het bestuderen van de vermenging van moderne mensen en Neanderthalers geeft ons een duidelijker beeld van onze vroege geschiedenis, de manier waarop populaties zich over de continenten verspreidden en hoe ze de interactie met elkaar aangingen en ik denk dat mensen dat simpelweg interessant vinden.”