850.000 jaar oude tand afkomstig van nieuwe voorouder

Na analyses van een oeroude tand is een omstreden mensensoort toegevoegd aan onze stamboom. Het resultaat werpt een nieuw licht op onze meest directe voorouder– en verklaart meteen waar onze typische gezichtskenmerken vandaan komen.

Na analyses van een oeroude tand is een omstreden mensensoort toegevoegd aan onze stamboom. Het resultaat werpt een nieuw licht op onze meest directe voorouder– en verklaart meteen waar onze typische gezichtskenmerken vandaan komen.

Shutterstock

Wie is onze meest directe voorouder?

Die vraag zaait al tientallen jaren verdeeldheid onder paleontologen. Het ene kamp beweert dat dit Homo heidelbergensis moet zijn: een mensensoort waar in Europa en Afrika verschillende resten van gevonden zijn.

Het andere kamp zegt dat dit Homo antecessor is; een soort die we pas sinds 1994 kennen, toen er in het Atapuercagebergte in Noord-Spanje een kinderschedel werd gevonden.

Nu heeft een revolutionair onderzoek van een 850.000 jaar oude tand nieuwe aanwijzingen opgeleverd.

Twee soorten komen in aanmerking

De mensensoorten Homo antecessor en Homo heidelbergensis zorgen voor grote onenigheid onder paleontologen die op zoek zijn naar onze directe voorouders.

Door de eiwitten in de tand in kaart te brengen, hebben wetenschappers van de Universiteit van Kopenhagen eindelijk Homo antecessor toe kunnen voegen aan de stamboom van de mens.

Hiervoor hebben ze een nieuwe techniek gebruikt die werd ontwikkeld door EvoGenomics en GeoGenetics.

In plaats van genetische informatie te verzamelen uit het DNA van fossielen, halen ze deze direct uit eiwitten – en zo kunnen ze veel verder terug in de tijd gaan.

DNA is kwetsbaar en wordt langzaam afgebroken, waardoor er bijna nooit bruikbaar DNA wordt gevonden in fossielen van meer dan een paar honderdduizend jaar oud.

Eiwitten, en dan met name in tandglazuur, blijven echter miljoenen jaren goed.

Deze tand is een fossiel van Homo antecessor.

Dankzij een analyse van de eiwitten uit het glazuur van deze tand is Homo antecessor opgenomen in onze stamboom.

© Mathieu Duval et al.

Uit slechts 20 milligram tandglazuur hebben wetenschappers onder leiding van Enrico Cappellini eiwitsequenties kunnen isoleren die ons meer kunnen vertellen over de verwantschap tussen Homo antecessor en modernere mensensoorten.

Wetenschappers vergeleken deze sequenties met vergelijkbare sequenties van Homo sapiens, Neanderthalers en de denisovamens, een soort die in Siberië leefde toen de Neanderthaler in Europa voorkwam.

Uit de resultaten blijkt dat Homo antecessor onderdeel is van de evolutionaire tak die wij delen met de twee andere mensensoorten. En ze vertellen ons meer over waar onze kenmerkende eigenschappen vandaan komen.

Bombardementen, botsingen en cirkelbanen. Wetenschappers voeren uitgebreide tests uit op oeroude eiwitten. Het resultaat is een gedetailleerd beeld van hun bestanddelen, die ons meer kunnen vertellen over onze voorouders.

Evolutie
© Oliver Larsen

1. Oeroude eiwitten bombarderen met elektronen

Wetenschappers halen met behulp van zuur eiwitfragmenten uit het tandglazuur van het fossiel en plaatsen deze vervolgens in een zogenoemde massaspectrometer. Hier worden ze gebombardeerd met elektronen, waardoor ze een elektrische lading krijgen.

Evolutie
© Oliver Larsen

2. Filter sorteert fragmenten op grootte

Een elektromagnetisch filter zorgt ervoor dat er slechts één soort fragmenten tegelijkertijd doorheen kan. Het filter werkt door deeltjes met een incorrecte verhouding tussen hun massa en lading af te buigen.

Evolutie
© Oliver Larsen

3. De eiwitfragmenten botsen met gas

De geselecteerde fragmenten worden met hoge snelheid een container in gestuurd, waar ze botsen met gasmoleculen. Hierdoor worden ze afgebroken tot nog kleinere fragmenten, die vervolgens weer verder worden geleid.

Evolutie
© Oliver Larsen

4. Cirkelbaan verraadt identiteit

De kleine fragmenten worden vervolgens in een baan rondom een elektrode gebracht. Hoe zwaarder de fragmenten zijn in verhouding tot hun elektrische lading, hoe groter hun baan rondom de elektrode. Een meting van de cirkelbaan vertelt ons dus waar de fragmenten uit bestaan.

Onze ‘moderne’ kenmerken zijn oeroud

Toen Homo antecessor in 1994 werd ontdekt, waren het vooral de fysieke kenmerken van de kinderschedel die de wetenschappers opvielen.

Deze schedel leek namelijk heel erg op die van ons, vooral wat betreft het kleine en redelijk platte gezicht met een aantal typerende verdiepingen onder de jukbeenderen.

Homo antecessor had een plat en relatief klein gezicht

Homo antecessor, die zo’n 1,2 miljoen jaar geleden leefde, had een kenmerk dat aan ons doet denken: een plat en relatief klein gezicht.

© Ritzau Scanpix

Diezelfde kenmerken zien we terug in ons gezicht, maar niet in dat van Neanderthalers en denisovamensen.

Het nieuwe eiwitonderzoek bevestigt dat Homo antecessor onderdeel is van onze evolutie, dus waarschijnlijk hebben we onze karakteristieke gelaatstrekken van deze soort geërfd.

En dan zijn onze typerende kenmerken minstens 850.000 jaar oud.

Het betekent ook dat deze kenmerken ontstonden voordat we ons afscheidden van de Neanderthalers en denisovamensen. Onze kenmerken zijn, met andere woorden, ouder dan de kenmerken die we kennen van de twee andere soorten.

Proteiner i en tand har placeret Homo antecessor på menneskeslægtens stamtræ.

De schedels van de Neanderthaler en denisovamens hadden een meer vooruitstekende kaak en een zware wenkbrauwboog.

Dat zijn kenmerken die we altijd hebben gezien als meer oorspronkelijk of ‘primitief’ dan die van ons, maar nu blijken ze dus ‘moderner’ te zijn.

Het is nog te vroeg om Homo antecessor uit te roepen tot onze meest nabije voorvader, maar we weten wel dat onze voorvader, die we delen met de Neanderthalers en de denisovamens, leek op Homo antecessor.

Om het plaatje compleet te krijgen, moeten wetenschappers de eiwitten van Homo antecessor vergelijken met die van Homo heidelbergensis, zodat we ook deze soort de juiste plek kunnen geven aan onze stamboom.

Homo heidelbergensis leefde van 700.000 tot 300.000 jaar geleden.

Deze soort is daarmee, net als Homo antecessor, oud genoeg om de oorsprong te zijn van ons, de Neanderthalers en de denisovamens. Het is echter ook mogelijk dat Homo heidelbergensis pas in onze stamboom verschijnt nadat onze eigen soort zich had afgesplitst van de rest.

Misschien moet de Europese vondst van Homo heidelbergensis gezien worden als ‘pre-Neanderthaler’, terwijl de Afrikaanse vondsten die aan deze soort worden toegekend, ergens anders op de stamboom thuishoren.

Eiwitten bouwen stamboom

Hopelijk kunnen de eiwitanalyses van de wetenschappers ons de komende jaren antwoord geven op deze vragen.

Deze methode geeft ons een beter overzicht van ons familiealbum en biedt ons tegelijkertijd de mogelijkheid om verder terug te gaan in de tijd dan met DNA-analyses.