Een team van internationale onderzoekers, waaronder een antropoloog van de Saint Louis University Madrid, diep gegraven om een ​​deel van het oudste Afrikaanse DNA te vinden dat is vastgelegd, in een nieuwe studie gepubliceerd in Natuur .

Afrika is het thuisland van onze soort en herbergt een grotere menselijke genetische diversiteit dan enig ander deel van de planeet. Studies van oud DNA van Afrikaanse archeologische vindplaatsen kunnen een belangrijk licht werpen op de diepe oorsprong van de mensheid. Het onderzoeksteam heeft DNA gesequenced van vier kinderen begraven 8, 000 en 3, 000 jaar geleden in Shum Laka in Kameroen, een site opgegraven door een Belgisch en Kameroens team 30 jaar geleden.

De bevindingen, "Oude West-Afrikaanse verzamelaars in de context van de Afrikaanse bevolkingsgeschiedenis, " gepubliceerd op 22 januari in Natuur , vertegenwoordigen het eerste oude DNA uit West- of Centraal-Afrika, en een deel van het oudste DNA dat is teruggevonden in een Afrikaanse tropische context. Ze maken een nieuw begrip mogelijk van de diepe voorouderlijke relaties tussen vroege Homo sapiens in Afrika bezuiden de Sahara.

Deze studie was het product van samenwerking tussen genetici, archeologen, biologische antropologen en museumconservatoren gevestigd in Noord-Amerika (waaronder de Harvard Medical School en de Université de Montréal); Europa (Koninklijk Belgisch Museum voor Natuurwetenschappen, Koninklijk Museum voor Midden-Afrika, Université Libre de Bruxelles en de campus van de Universiteit van Saint Louis in Madrid); Kameroen (Universiteit van Yaoundé, Universiteit van Buea); en China (Duke Kunshan Universiteit).

Een unieke archeologische vindplaats met uitzonderlijke bewaring

Shum Laka is een schuilplaats in de rotsen in de regio 'Grassfields' van Kameroen, een plaats die lang door taalkundigen werd aangewezen als de vermoedelijke bakermat van de Bantoetalen, een wijdverbreide en diverse groep talen die tegenwoordig door meer dan een derde van de Afrikanen wordt gesproken.

"Taalkundigen, archeologen en genetici bestuderen al tientallen jaren de oorsprong en verspreiding van Bantoetalen, en de Grassfields-regio is de sleutel tot deze vraag, " zei Mary Prendergast, doctoraat, hoogleraar antropologie en leerstoel geesteswetenschappen aan de campus van de Saint Louis University in Madrid, en een co-toezichthouder van de studie. "De consensus is dat de Bantoe-taalgroep zijn oorsprong vindt in West-Centraal-Afrika, voordat het zich na ongeveer 4 uur over de zuidelijke helft van het continent verspreidde, 000 jaar geleden."

Aangenomen wordt dat deze uitbreiding de reden is waarom de meeste mensen uit centraal, Oost- en Zuid-Afrika zijn genetisch nauw verwant aan elkaar en aan West-Afrikanen.

"Shum Laka is een referentiepunt voor het begrijpen van de diepe geschiedenis van West-Centraal-Afrika, " zei Isabelle Ribot, doctoraat, een antropoloog van de Universiteit van Montreal die de graven heeft opgegraven en bestudeerd, en is een belangrijke auteur van de studie.

De schuilkelder van Shum Laka werd in de jaren 80 en 90 opgegraven door archeologen uit België en Kameroen. Het heeft een indrukwekkend en goed gedateerd archeologisch record, met radiokoolstofdateringen van de afgelopen 30, 000 jaar. Stenen gereedschap, planten- en dierenresten, en uiteindelijk wijst aardewerk gezamenlijk op lange termijn jacht en verzamelen op bosbasis en een uiteindelijke overgang naar intensieve exploitatie van boomvruchten.

Shum Laka staat symbool voor het 'Stone to Metal Age', ' een kritiek tijdperk in de geschiedenis van West-Centraal-Afrika dat uiteindelijk leidde tot metallurgie en landbouw uit de ijzertijd. Tijdens dit tijdperk, de site diende herhaaldelijk als begraafplaats voor gezinnen, met 18 personen (voornamelijk kinderen) begraven in twee grote fasen op ongeveer 8, 000 en 3, 000 jaar geleden.

"Dergelijke begrafenissen zijn uniek voor West- en Centraal-Afrika omdat menselijke skeletten hier buitengewoon zeldzaam zijn vóór de ijzertijd, " zei Ribot. "Tropische omgevingen en zure bodems zijn niet goed voor het behoud van botten, dus de resultaten van onze studie zijn echt opmerkelijk."

Wetenschappers van de Harvard Medical School hebben stenen (binnenoor) botten bemonsterd van zes personen begraven in Shum Laka. Vier van deze monsters produceerden oud DNA, en werden direct gedateerd aan het Pennsylvania State University Radiocarbon Laboratory. De moleculaire bewaring was indrukwekkend gezien de begraafomstandigheden, en maakte oude DNA-analyse van het hele genoom mogelijk.

Een nieuw gedocumenteerde populatie van jager-verzamelaars

Verrassend genoeg, de oude DNA-sequentie van de vier kinderen - een paar begraven 8, 000 jaar geleden, de andere 3, 000 jaar geleden – onthult de voorouders die heel anders zijn dan die van de meeste Bantu-sprekers van vandaag. In plaats daarvan, ze staan ​​dichter bij Centraal-Afrikaanse jagers-verzamelaars.

"Dit resultaat suggereert dat Bantoe-sprekers die tegenwoordig in Kameroen en in heel Afrika wonen, niet afstammen van de bevolking waartoe de Shum Laka-kinderen behoorden, " zei Mark Lipson, doctoraat, Harvard Medical School, hoofdauteur van de studie. "Dit onderstreept de oude genetische diversiteit in deze regio en wijst op een voorheen onbekende populatie die slechts kleine hoeveelheden DNA bijdroeg aan hedendaagse Afrikaanse groepen."

De verspreiding van landbouw en veeteelt in Afrika - net als in andere delen van de wereld - ging gepaard met vele bewegingen van mensen.

"Als je 5 teruggaat, 000 jaar geleden, vrijwel iedereen die ten zuiden van de Sahara woonde, was een jager-verzamelaar, "zei Prendergast. "Maar kijk naar een kaart van Afrika met daarop foeragerende groepen van vandaag, en je zult zien dat het er maar heel weinig zijn."

Deze studie draagt ​​bij aan een groeiend aantal oud DNA-onderzoek dat oude genetische diversiteit en populatiestructuur aantoont die sindsdien is uitgewist door de demografische veranderingen die gepaard gingen met de verspreiding van voedselproductie.

Een zeldzame vaderlijk geërfde afstamming met diepe wortels

Een van de individuen in de steekproef - een adolescente man - droeg een zeldzame Y-chromosoom haplogroep (A00) die tegenwoordig bijna nergens buiten West-Kameroen wordt gevonden. A00 is het best gedocumenteerd bij de etnische groepen Mbo en Bangwa die niet ver van Shum Laka wonen, en dit is de eerste keer dat het is gezien in oud DNA. A00 is een sterk uiteenlopende haplogroep, afgesplitst van alle andere bekende menselijke geslachten ongeveer 300, 000-200, 000 jaar geleden. Dit toont aan dat deze oudst bekende afstamming van moderne menselijke mannen al meer dan 8 jaar in West-Centraal Afrika aanwezig is. 000 jaar, en misschien nog veel langer.

Nieuw licht op de menselijke oorsprong

Hoewel de bevindingen niet rechtstreeks spreken over de oorsprong van de Bantoetaal, ze werpen nieuw licht op meerdere fasen van de diepe geschiedenis van Homo sapiens. De onderzoekers onderzochten het DNA van de Shum Laka-kinderen naast gepubliceerd DNA van oude jager-verzamelaars uit Oost- en Zuid-Afrika, evenals DNA van veel hedendaagse Afrikaanse groepen. Door deze datasets te combineren, ze konden een model construeren van uiteenlopende afstammingslijnen in de loop van het menselijk verleden.

"Onze analyse geeft het bestaan ​​aan van ten minste vier belangrijke diepe menselijke geslachten die hebben bijgedragen aan het leven van mensen vandaag, en die van elkaar verschilden tussen ongeveer 250, 000 en 200, 000 jaar geleden, " zei David Reich, doctoraat, van de medische faculteit van Harvard, senior auteur van de studie.

Deze geslachten zijn voorouders van de huidige Centraal-Afrikaanse jager-verzamelaars, Zuid-Afrikaanse jager-verzamelaars, en alle andere moderne mensen, met als vierde afstamming een voorheen onbekende 'spookpopulatie' die een kleine hoeveelheid voorouders bijdroeg aan zowel westerse als oostelijke Afrikanen.

"Deze viervoudige straling - inclusief de positie van een diep splijtende 'spook' moderne menselijke afstamming - was niet eerder geïdentificeerd op basis van DNA, ' zei Rijk.

Eerdere modellen voor menselijke oorsprong suggereerden dat de huidige Zuid-Afrikaanse jager-verzamelaars, die zich afsplitsten van andere bevolkingsgroepen ongeveer 250, 000-200, 000 jaar geleden, vertegenwoordigen de diepst bekende tak van moderne menselijke variatie. Echter, Lipson zei, "De nieuwe analyse suggereert dat de afstamming die bijdraagt ​​​​aan Centraal-Afrikaanse jager-verzamelaars even oud is en rond dezelfde tijd afwijkt van andere Afrikaanse populaties."

Deze bevinding draagt ​​bij aan een groeiende consensus onder archeologen en genetici dat de menselijke oorsprong in Afrika diep uiteenlopende, geografisch gescheiden bevolkingsgroepen.

Analyse onthulde ook een andere set van vier menselijke afstammingslijnen tussen 80, 000 en 60, 000 jaar geleden, inclusief de afstammingslijnen die het meest bijdragen aan de voorouders van de huidige Oost- en West-Afrikanen en alle niet-Afrikanen.

Gezien dit nieuwe model van menselijke populatierelaties, de auteurs konden aantonen dat ongeveer een derde van de voorouders van de Shum Laka-kinderen afstamden van een afstamming die nauw verwant is aan Centraal-Afrikaanse jager-verzamelaars, en ongeveer tweederde van hun voorouders kwamen van een onderscheidende afstamming die in de verte verwant was aan de meerderheid van de huidige West-Afrikanen.

"Deze resultaten laten zien hoe het menselijke landschap in Afrika slechts een paar duizend jaar geleden grondig verschilde van wat het nu is, en de kracht van oud DNA benadrukken om de sluier over het menselijk verleden op te lichten die is geworpen door recente bevolkingsbewegingen, ' zei Rijk.

Het internationale onderzoeksteam is van plan dit jaar terug te keren naar Shum Laka, gedeeltelijk om bevindingen te helpen communiceren aan de Kameroenese academische en bredere gemeenschappen. "Interdisciplinaire samenwerkingen zoals deze zijn een essentieel onderdeel van oud DNA-onderzoek, " zegt Rijk.

Belangrijkste leerpunten

• De studie onderzoekt DNA van vier mensen begraven in de Shum Laka-rotsopvang in Kameroen, ongeveer 8, 000 jaar geleden en 3, 000 jaar geleden, bij de overgang van de steentijd naar de ijzertijd. Deze studie rapporteert het eerste oude DNA dat is teruggevonden in West- of Centraal-Afrika, en bevat een deel van het oudste DNA dat is teruggevonden in de Afrikaanse tropen.
• Dit deel van West-Centraal-Afrika - de 'Grasfields'-regio van Kameroen - is geïdentificeerd als de waarschijnlijke bakermat van de Bantoetalen, de meest wijdverbreide en diverse groep talen in Afrika vandaag. Al decenia, taalkundigen, archeologen, en genetici hebben de oorsprong van Bantoetalen en hun verspreiding onderzocht.
• Geen van de individuen in de steekproef uit Shum Laka is nauw verwant aan de meeste hedendaagse Bantoe-sprekers. In plaats daarvan, ze maakten deel uit van een aparte populatie die minstens vijf millennia in de regio woonde, en werd later bijna volledig vervangen door zeer verschillende populaties waarvan de nakomelingen de meeste mensen omvatten die tegenwoordig in Kameroen wonen.
• De Shum Laka-individuen herbergden ongeveer tweederde van hun voorouders van een voorheen onbekende afstamming die in de verte verwant was aan de huidige West-Afrikanen en ongeveer een derde van hun voorgeslacht van een afstamming die verband hield met de huidige Centraal-Afrikaanse jager-verzamelaars. Deze bevinding onthult voorheen onbekende genetische diversiteit voorafgaand aan de verspreiding van voedselproductie.
• Analyse van oude DNA-gegevens van het hele genoom van deze individuen gaf inzicht in de relaties tussen verschillende vroege vertakkende Afrikaanse menselijke geslachten. De resultaten suggereren dat afstammingslijnen die leiden naar de huidige Centraal-Afrikaanse jager-verzamelaars, Zuid-Afrikaanse jager-verzamelaars, en alle andere moderne mensen liepen kort achter elkaar ongeveer 250 uiteen, 000-200, 000 jaar geleden.
• Een andere reeks genetische afwijkingen werd geïdentificeerd die dateren van ongeveer 80, 000-60, 000 jaar geleden, inclusief de afstamming die naar alle huidige niet-Afrikanen leidt.
• Deze bevindingen versterken de recent door archeologen en genetici aangevoerde argumenten dat de menselijke oorsprong in Afrika sterk uiteenlopende, geografisch gescheiden bevolkingsgroepen.