Genetische informatie van een 800, Voor het eerst is een 000 jaar oud menselijk fossiel gevonden. De resultaten van de Universiteit van Kopenhagen werpen licht op een van de vertakkingspunten in de menselijke stamboom, veel verder terug in de tijd dan voorheen mogelijk was.

Een belangrijke vooruitgang in de menselijke evolutiestudies is bereikt nadat wetenschappers de oudste menselijke genetische dataset van een 800, 000 jaar oude tand die behoort tot de mensachtige soort Homo antecessor.

De bevindingen van wetenschappers van de Universiteit van Kopenhagen (Denemarken), in samenwerking met collega's van het CENIEH (National Research Center on Human Evolution) in Burgos, Spanje, en andere instellingen, worden op 1 april gepubliceerd in Natuur .

"Oude eiwitanalyse levert bewijs voor een nauwe relatie tussen Homo antecessor, wij (Homo sapiens), Neanderthalers, en denisovamensen. Onze resultaten ondersteunen het idee dat Homo antecessor een zustergroep was van de groep met Homo sapiens, Neanderthalers, en denisovamensen, " zegt Frido Welker, Postdoctoraal onderzoeker bij het Globe Institute, Universiteit van Kopenhagen, en eerste auteur op het papier.

De menselijke stamboom reconstrueren

Door gebruik te maken van een techniek genaamd massaspectrometrie, onderzoekers hebben oude eiwitten uit tandglazuur gesequenced, en met vertrouwen de positie van Homo antecessor in de menselijke stamboom bepaald.

De nieuwe moleculaire methode, paleoproteomica, ontwikkeld door onderzoekers van de Faculteit der Gezondheids- en Medische Wetenschappen, Universiteit van Kopenhagen, stelt wetenschappers in staat moleculair bewijs te verzamelen om de menselijke evolutie nauwkeurig te reconstrueren van verder terug in de tijd dan ooit tevoren.

De lijnen van de mens en de chimpansee splitsten zich ongeveer 9-7 miljoen jaar geleden van elkaar. Wetenschappers hebben er onophoudelijk naar gestreefd om de evolutionaire relaties tussen onze soort en de anderen beter te begrijpen, nu allemaal uitgestorven, in de menselijke lijn.

"Veel van wat we tot nu toe weten, is gebaseerd op de resultaten van oude DNA-analyse, of op waarnemingen van de vorm en de fysieke structuur van fossielen. Door de chemische afbraak van DNA in de loop van de tijd, het oudste menselijke DNA dat tot nu toe is gevonden, dateert van niet meer dan ongeveer 400.000 jaar, " zegt Enrico Cappellini, Universitair hoofddocent aan het Globe Institute, Universiteit van Kopenhagen, en leidende auteur op het papier.

"Nutsvoorzieningen, de analyse van oude eiwitten met massaspectrometrie, een benadering die algemeen bekend staat als paleoproteomics, laat ons deze grenzen overwinnen, " hij voegt toe.

Theorieën over de menselijke evolutie

De door de onderzoekers geanalyseerde fossielen werden in 1994 gevonden door paleoantropoloog José María Bermúdez de Castro en zijn team op stratigrafisch niveau TD6 van de Gran Dolina-grot, een van de archeologische en paleontologische vindplaatsen van de Sierra de Atapuerca, Spanje.

Eerste observaties leidden ertoe dat onderzoekers concludeerden dat Homo antecessor de laatste gemeenschappelijke voorouder was van moderne mensen en Neanderthalers, een conclusie op basis van de fysieke vorm en het uiterlijk van de fossielen. In de komende jaren, de exacte relatie tussen Homo antecessor en andere menselijke groepen, zoals wij en Neanderthalers, is intensief besproken onder antropologen.

Hoewel de hypothese dat Homo antecessor de gemeenschappelijke voorouder van Neanderthalers en moderne mensen zou kunnen zijn, zeer moeilijk in te passen is in het evolutionaire scenario van het geslacht Homo, nieuwe bevindingen in TD6 en daaropvolgende studies onthulden verschillende kenmerken die werden gedeeld door de menselijke soort die wordt aangetroffen in Atapuerca en de Neanderthalers. In aanvulling, nieuwe studies bevestigden dat de gelaatstrekken van Homo antecessor erg lijken op die van Homo sapiens en heel anders zijn dan die van de Neanderthalers en hun recentere voorouders.

"Ik ben blij dat het eiwitonderzoek bewijs levert dat de Homo antecessor-soort nauw verwant kan zijn aan de laatste gemeenschappelijke voorouder van Homo sapiens, Neanderthalers, en denisovamensen. De kenmerken die Homo antecessor met deze mensachtigen deelt, zijn duidelijk veel eerder verschenen dan eerder werd gedacht. Homo antecessor zou daarom een ​​basale soort zijn van de opkomende mensheid gevormd door Neanderthalers, denisovamensen, en moderne mensen, " voegt José María Bermúdez de Castro toe, wetenschappelijk co-directeur van de opgravingen in Atapuerca en co-corresponderende auteur op het papier.

Findings like these are made possible through an extensive collaboration between different research fields:from paleoanthropology to biochemistry, proteomics and population genomics.

Retrieval of ancient genetic material from the rarest fossil specimens requires top quality expertise and equipment. This is the reason behind the now 10-years-long strategic collaboration between Enrico Cappellini and Jesper Velgaard Olsen, Professor at the Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, University of Copenhagen and co-author on the paper.

"This study is an exciting milestone in palaeoproteomics. Using state-of-the-art mass spectrometry, we determined the sequence of amino acids within protein remains from Homo antecessor dental enamel. We could then compare the ancient protein sequences to those of other hominins, bijvoorbeeld, Neanderthals and Homo sapiens, to determine how they are genetically related, " says Jesper Velgaard Olsen.

"I really look forward to seeing what palaeoproteomics will reveal in the future, " concludes Enrico Cappellini.