EMERITIFORUM K.U.LEUVEN p.a. Senaat K.U.Leuven “Eygen Heerd” Minderbroedersstraat 5 B-3000 Leuven
KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN
EMERITIFORUM Forumgesprek nr. 72 ONS KENMERK UW KENMERK
Oorsprong en migratie van de mens vanuit antropologisch,
LEUVEN,
paleontologisch en genetisch standpunt
Sprekers: - prof.Philip Van Peer (Archeologie) - prof.Ronny Decorte (Activiteitencentrum Forensische Genetica en Moleculaire Archeologie) Inleider-moderator: em. prof. Piet Vermeersch Plaats: Lemairezaal, Faculty Club Datum: donderdag 23 februari 2012 Aantal ingeschrevenen: 106 Aantal verontschuldigden: 8 Aantal deelnemers aan de lunch: 51 _____ Ter beschikking gestelde documentatie - Tekst inleiding (2 pp.) en PowerPointpresentatie (3 dia’s) van em. prof. C. De Ranter - PowerPointpresentatie (7 dia’s) en tekst ‘Ontstaan van de mens’ (uit ‘Universiteit Vrije Tijd’, Davidsfonds, Overijse, pp.7-30), prof. P. Vermeersch - PowerPointpresentatie (23 dia’s) van prof. P. Van Peer - PowerPointpresentatie ‘Inzichten in de evolutie van de moderne mens vanuit de genetica’ (45 dia’s) van prof. R. Decorte - Tekst ‘Learning about human population history from ancient and modern genomes’, Nature Reviews/Genetics, Volume 12 / September 2011 / 603-614
_____ Volgens de voorzitter van het Emeritiforum was Charles Darwin niet de eerste om de mens als een evoluerende diersoort bij de viervoeters in te delen: het was Carl Linnaeus. In diens ‘Species Plantarum’ deelde hij de planten in in een binaire nomenclatuur (groeps- of geslachtsnaam / soort; bijvoorbeeld Allium = ajuin, dia 2). In ‘Systema Naturae’ (slechts 11 pp.) beschrijft hij o.a. het dierenrijk in 6 klassen; de mens bracht hij onder bij de zoogdieren. De tiende druk ervan (1758) geldt als het
Secretariaat : tel. 016/32 07 77 - Fax 016/32 37 38 e-mail :
[email protected]
BLAD NR.
2
ONS KENMERK UW KENMERK LEUVEN,
beginpunt van de zoölogische nomenclatuur. De mens werd er ingedeeld in 5 ondersoorten, waarbij de Europese nogal gunstig afstak bij de anderen… Door fossielenonderzoek werd het beeld over de afkomst van de Homo sapiens later erg bijgestuurd. Maar is de huidige wereldbevolking daar nog representatief voor? DNA-onderzoek op skeletten maakte het evolutie- en verspreidingverloop van die Homo sapiens er niet duidelijker op - quid met een accurate datering? De voorzitter kondigt de twee sprekers aan en stelt de inleider-moderator voor. Het onderwerp inspireerde ook dichters, o.m. de Poolse Nobelprijswinnares Wislawa Simborska, geïntrigeerd als zij was door het korte leven van onze voorouders, en de Nederlander Gerrit Achterberg in zijn ‘Ichtyologie’.
Op zijn beurt stelt collega Vermeersch de beide inleidende sprekers voor: prof. Van Peer, archeoloog (doctoraat 1988) en hoogleraar aan de faculteit Letteren, die onderzoek verrichtte in Oost-Afrika, die de neanderthaler in West-Europa bestudeerde, en werkte aan ontstaan- en omgevingsmodellen van de moderne mens. Prof. Decorte van zijn kant is een biochemicus van de UA (doctoraat 1995: forensisch DNA-onderzoek), is deeltijds hoofddocent aan de KU Leuven en labohoofd van het bovengenoemde activiteitencentrum. Hij wordt veel gesolliciteerd voor DNA-analyse in strafzaken en ook in het kader van historische onderzoeken, zoals de archeologische site in Sagalassos naast populatieonderzoek (Y-chromosoom) in de Lage Landen. Prof. Vermeersch vermeldt dat op 15 februari van dit jaar in ‘Nature’ het artikel ‘Crucible of Culture’ (dia 3 van zijn PowerPointpresentatie) verscheen: of was dit een soort reclame voor één onderzoeker? Gaat het in dia 4 om een correcte stamboom? Voor de bestudering van een periode beginnende 1,5 tot 2 miljoen jaar geleden, zijn de skeletresten gevonden in Afrika alleszins zeer belangrijk. Dia 6 geeft echter op dit stuk tegengestelde visies weer; alles hangt immers ook samen met cultuurpotentialiteiten… ‘Nature’ stelde al de vraag of de neanderthaler en de mens dezelfde mogelijkheden hadden. Wat maakt ons tenslotte tot mens? De twee sprekers zullen deze materie benaderen vanuit een verschillend stadpunt.
Prof. Van Peer bekijkt het onderwerp in hoofdorde vanuit het gezichtspunt archeologie. Hij overloopt daartoe de informatie vervat in zijn PowerPointpresentatie. De spreker plaatst het geslacht Homo binnen zijn schema ‘klassificatie en evolutie’, en stelt dat het onderscheid met de nog levende primaten zich situeert op het niveau van de subfamilie. Tegenover dit schema is er de alternatieve stamboom (dia 2), die teruggaat tot 7 miljoen jaar geleden. Het gesprek van heden beperkt zich echter tot het einde van de evolutionaire stamboom (ongeveer 0,5 miljoen jaar) bij de overgang neanderthaler - Homo 2
BLAD NR.
3
ONS KENMERK UW KENMERK LEUVEN,
sapiens. Of neanderthalers onze rechtstreekse voorouders zijn of niet, is nog altijd een punt van discussie: de theorie rond de neanderthaler van Spy als menselijke voorouder (reconstructie van 1886) versus de stelling van Chris Stringer. Maar men kan er toch van uitgaan dat we afstammen van dat éne individu, Eva, van ongeveer 200.000 jaar geleden, zeer waarschijnlijk in Afrika. Nieuw voor het onderzoek is het Denisova-specimen uit Oost-Siberië, dat sterk afwijkt van de neanderthaler. Belangrijk is de samenvatting sub dia 6: de periode van de laatste gemeenschappelijke voorouder (ongeveer 450 ka, d.i. 450.000 jaar geleden, de migraties van de Homo sapiens uit Afrika, en zijn aanwezigheid in Europa vanaf 43.000 jaar geleden. Bij de vraag naar het waarom van migraties moet men ook aandacht hebben voor locale veranderingsprocessen. Met nieuw genetisch onderzoek werden die migraties terug ‘in the picture’ geplaatst. Archeologische data zijn zeer geschikt, de ‘onafhankelijkheid’ is evenwel niet evident: hoe kunnen we soorten definiëren in bijvoorbeeld stenen werktuigen…? We moeten het meer hebben van verklarende archeologie, archeologie moet inderdaad méér zijn, namelijk ook de studie van het gedrag. Het archeologisch onderzoek van de ‘Grotte Chauvet’ was een uitzonderlijk proces, maar liet geen extrapolatie toe naar het geheel van het geslacht Homo sapiens. Daarvoor is een check-list (map and data) nodig, waarin rekening gehouden wordt met de geschiedenis, die ook kijkt naar het milieu, bijvoorbeeld tijdens de laatste tussenijstijd). MIS (Maritime Isotope Stage) 5e is een belangrijke fase van expansie van de vroege Homo sapiens, maar in MIS 5a verandert de Oude Wereld (dia 13 en 14). De relatie neanderthaler - Homo sapiens is een historisch probleem. Wellicht gaat het om één grote megapopulatie die hetzelfde historisch proces doormaakte, een sociaal complex bestaande uit groepen die bijvoorbeeld op een bepaald ogenblik hun doden beginnen te begraven… Ten slotte duidt prof. Van Peer onder MIS 5a de ‘Out of Africa 2c: Haplogroep L3 MRCA (Most Recent Common Ancestor)’, het genetische begrip mitochondriaal haplogroep zijnde een groep individuen geclassificeerd aan de hand van het haploïde DNA (dia 23). De groep L3 kan beschouwd worden als de ‘eerste modernen’ die Afrika verlieten.
Ook prof. Decorte leidt het onderwerp in aan de hand van zijn bovengenoemde PowerPointpresentatie, een benadering dus vanuit de genetica. We verschillen door onze genen, maar bij de studie van het DNA met zijn 6 miljard bouwstenen, het resultaat van een evolutie, is 200.000 jaar ten slotte een vrij korte periode. We zoeken er een verklaring naar de manier van migratie van onze voorouders, en een antwoord op de vraag wat de mens tot mens maakt. Langs het Y-chromosoom (alleen bij mannen) proberen we de afstamming te traceren: moleculaire genealogie. De spreker licht de genetische variaties toe in dia 4 (snelheid van mutaties: SNP-traag; STR-sneller, elke 200-tal generaties een mutatie). De gevolgde methodologie laat toe te komen tot het bewijs dat de genetische origine van de moderne mens in Afrika ligt, en laat eveneens toe de manier te reconstrueren waarop die mens zich over de continenten heeft verspreid. De huidskleur werd bepaald 3
BLAD NR.
4
ONS KENMERK UW KENMERK LEUVEN,
door melanine (dia 20 e.v.), als afscherming tegen uv-stralen. Wie naar het noorden trok had onvoldoende uv-stralen voor de aanmaak van vitamine D, en dit bracht een selectie van lichtere kleuren met zich om die vitamine D te kunnen maken. Maar het besluit is alleszins dat de moderne mens van zwarten afstamt. Bij de migraties speelde ook het klimaat een belangrijke rol. Zo had na de laatste ijstijd een herkolonisatie van Midden- en Noord-Europa (vanuit het Zuiden o.a. de Balkan en de Pyreneeën en Zuid-Frankrijk) plaats, waarbij dan later een laatste migratie ontstaat vanuit het Nabije Oosten waarbij dan ook de landbouw werd geïntroduceerd in Europa en Noord-Afrika. De inleider kijkt vervolgens naar het mitochondriaal DNA, doorgegeven door de moeder via de eicel: de maternale genealogie als complementaire informatie naast die uit het Y-chromosoom (dia 27 e.v.) - of migreren vrouwen minder? De vraag blijft of er één dan wel meerdere verspreidingen van de moderne mens zijn (zie dia 32, NG staat voor New Guinea). De Homo sapiens is in ieder geval niet de enige mens die buiten Afrika ging. Zijn voorganger, de Homo erectus, een rechtopgaande mens, ging hem al voor. Antwoorden op de vraag of er vermenging met de neanderthaler plaats vond, blijven omstreden. ‘OudDNA’ uit skeletresten gaf er initieel geen antwoord op: het gaat om DNA in gedegradeerde toestand, de verschillende oorzaken ervan zijn opgelijst in dia 39. Was er een gemeenschappelijke voorouder, was er genvermenging, was er seksueel contact tussen een mannelijke neanderthaler en een vrouwelijke Homo sapiens, enzovoort… ? Aansluitend hierbij vestigt prof. Decorte de aandacht op het artikel in ‘Nature’, ‘Neanderthal Genomics’ van 2006 (dia 38) - 30 % van de genetische variatie in het genoom van de neanderthaler is misschien afkomstig van de Homo sapiens (ter informatie: ons genetisch verschil met de chimpansee bedraagt maar 1 - 4%), alsook op de draftversie van het neanderthalergenoom (met minimale contaminatie) van 2010 (dia 40) . Feit is dat alle populaties buiten Afrika wel een stukje DNA van de neanderthaler in zich dragen: 1 - 4 %. De Denisova - zie boven - blijft evenwel een aparte tak, die tot nieuwe vermengingen aanleiding gaf… Besluit: er zijn nog vele ‘missing links’, en op de vraag naar vermengingen met de neanderthaler moeten we helaas antwoorden dat we het niet weten. _____ V. De Homo sapiens is mogelijk verwant met de neanderthaler. Welke is de oorsprong van deze laatste? A. De neanderthaler is een afstammeling van de Homo heidelbergensis. Het gaat om een lokale evolutie.
4
BLAD NR.
5
ONS KENMERK UW KENMERK LEUVEN,
V. De neanderthaler is 200.000 jaar aanwezig geweest. Welke is de reden van zijn plotse verdwijning? A. Aangenomen wordt dat twee zaken hierin een rol speelden. Uit de archeologie blijkt dat de antropologische impact van de moderne mens belangrijk was. En wellicht was er ook het genetische verschil: was die mens beter aangepast aan bijvoorbeeld de klimatologische omstandigheden of kon hij beter omgaan met ziekten? Anderzijds heeft de neanderthaler verschillende klimatologische perioden doorstaan in Europa, en men legt teveel nadruk op hun 200.000 jaar aanwezigheid in Europa! Ze hebben niet noodzakelijk gewacht op de Homo sapiens om uit te sterven… Maar ook deze laatste stelling kan als totaal fout worden aangemerkt: de neanderthaler heeft namelijk ook een complexe geschiedenis van culturele ontwikkeling. Men moet het verschil tussen de beide groepen trouwens niet overdrijven. Misschien was er gewoon het demografisch onevenwicht en geraakten de neanderthalers geïsoleerd onder de drempel van een levensvatbare populatie. Of is toch ook de stresstheorie van belang: in zo’n specifiek milieu waren er grote afwisselingen, ook op het stuk van zuurstof?
V. Kan de onduidelijkheid ter zake niet te wijten zijn aan het feit dat men niets gevonden heeft? A. Men kan nog van alles vinden, maar inderdaad: een recente neanderthaler is (nog) niet gevonden.
V. Welke was de grootte van de populatie neanderthalers? A. Theoretisch was de groep even groot als die bij het begin van de moderne mens: 2 tot hooguit een paar 10.000 individuen (zie boven: MIS 5a)? Schattingen zijn moeilijk omwille van het probleem van de tijdsdiepte: het gaat om tienduizenden jaren… Men moet er zich in deze ook rekenschap van geven dat de wereld uitermate dun bevolkt was. V. Waarom heeft het zo lang geduurd vooraleer de Homo sapiens, Homo sapiens sapiens werd? Had dit te maken met voeding (kleine hoeveelheden landbouw en veel energie vereist voor de hersenen (slorpen 15 % energie van het lichaam op!), hersenen die voorheen een 800 gr. en nadien 1200 à 1400 gr. wogen)? De neanderthaler had, met zijn vliedend voorhoofd, gemiddeld een grotere schedelinhoud dan de moderne mens; maar de afstand tussen neuronen speelt natuurlijk een rol. De Homo sapiens wordt echter verondersteld een zelfbewustzijn te hebben en dat maakt hem uniek. A. Dit punt valt buiten de onderzoeksmethoden en dus -mogelijkheden van de disciplines in dit forum vertegenwoordigd. De neanderthaler zou wel fluitjes kunnen gehad hebben, toch een begrip uit de geometrie.
5
BLAD NR.
6
ONS KENMERK UW KENMERK LEUVEN,
Kan overigens bij het leven in kleine groepen - genetisch geïsoleerd - in grote gebieden inteelt ook geen rol gespeeld hebben…? De anatomisch moderne Homo sapiens is niet gelijk te stellen met zijn cultureel moderne versie. Modern gedrag situeert zich in domeinen die niet fossiliseren. Maar alles wijst er op dat er 70.000 jaar geleden (= het laatste interglaciaal) wel iets bijzonders moet plaatsgevonden hebben. Of neanderthalers al dan niet talen hebben gehad is ook betwist. Een 10 jaar geleden gevonden gen van de moderne mens laat niet toe te besluiten dat eenzelfde mutatie bij neanderthalers aanwezig was maar dit resultaat werd al snel in vraag gesteld en zou te verklaren zijn door contaminatie van hedendaagse oorsprong. V. Welke verschillen worden geanalyseerd uit onderzoek enerzijds via het mitochondriaal DNA en anderzijds via het Y-chromosoom? Wat zeggen materiële resten van gedrag in dat verband? A. Er is een opvallend verschil, en de sociale systemen of patronen zullen daartoe wel de redenen zijn.
V. DNA is gerelateerd aan de mens, het gaat dus telkens om organismen van dezelfde soort. Worden de verschillen niet overdreven? Rassen en varianten zijn uiteindelijk dezelfden, er zijn alleen culturele verschillen. A. Het gaat inderdaad om dezelfde soortnaam, cfr. boven het identieke probleem bij de vergelijking mens - chimpansee. Maar de evolutie brengt mee dat we ook een gen van amoeben hebben. Het is moeilijk in deze lijnen te trekken, uiteraard zijn we ergens verbonden. Er waren uiteraard uitwisselingen van neanderthaler naar mens. Misschien moeten we binnenkort de nu gehanteerde nomenclatuur herzien in één grote populatie en slechts één soort definiëren, met de Homo sapiens neanderthalensis en de Homo sapiens sapiens… Transmissie van gemeenschappelijk materiaal?
V. Is dit nu het laatste stadium van de mens, of gaat bijvoorbeeld onze herseninhoud zich nog x maal vermenigvuldigen? Is alles nu gevonden, of… hebben we het evolutieproces in handen? A. We kunnen het niet weten, zo’n sterke voorspellingen zijn onwetenschappelijk! Vanuit genetisch standpunt komt er waarschijnlijk geen evolutie meer: er is geen genetische isolatie meer in de maatschappij, migraties en vermengingen zijn gewoon geworden.
6
BLAD NR.
7
ONS KENMERK UW KENMERK LEUVEN,
V. Kunnen zwarte mensen (kleur contra uv) in het noorden wit worden om alzo vitamines op te kunnen nemen? Speelt thans nog dat nadeel om vitamines op te nemen? Hoeveel tijd heeft een zwarte nodig om af te bleken? A. Dit is natuurlijk moeilijk te zeggen. Er is thans meer evenwicht in de voeding, waaronder vitamines, waardoor er niet direct een selectiedruk is. V. Was migratie over zee mogelijk? A. Ja, en er was minstens 18 km zee-engte te overbruggen. Er werd kennelijk aan ‘island hopping’ gedaan. V. Om te begrijpen wat er gebeurd is, is genetisch onderzoek enorm belangrijk, maar het is slechts een klein stukje van onze geschiedenis. Daarom is een silex van de neanderthaler even belangrijk als de Abom… Wat was er vóór de Homo sapiens, hoe kon die in Afrika ontstaan? A. Vergeten we niet dat er radioactieve bronnen waren die ons genetisch potentieel veranderden.
Voorlopige conclusie: er is nog veel werk voor de toekomst, maar vast staat dat onze geschiedenis in Afrika zit. Het onderzoeksdomein cultuur wordt het belangrijkste. Daartegenover staat dat er geen duidelijkheid bestaat voor de oudere tijdperken.
--
If you are interested in version 12 of the "Radiocarbon Palaeolithic Europe Database v12" with 10 14 000 C and other dates, visit: http://www.ees.kuleuven.be/geography/projects/14cpalaeolithic/index.html Prof. em. dr. Pierre M. Vermeersch, Katholieke Universiteit Leuven, Department of Earth and Environmental Sciences, Prehistoric Archaeology Unit, Celestijnenlaan 200E, B-3001 Heverlee, Belgium. Tel.: +3216326421, Fax.: +3216322980. URL: http://perswww.kuleuven.be/pierre_vermeersch Private: Brouwersstraat 1 bus 21, B-3000 Leuven. Belgium. Tel.: +3216203717 en GSM: 0476542258.
7
