Genetici zijn verbaasd over de geslachtssamenstelling van de voorouders van Europeanen en Aziaten. Ofwel kwamen er veel meer mannen dan vrouwen uit Afrika, of de kolonialisten beoefenden matriarchaat en polyandrie, of mannen leefden veel langer dan hun vriendinnen. Auteurs die een ongebruikelijk resultaat hebben gekregen, geloven niet helemaal in een enkele verklaring
Tegenwoordig twijfelen wetenschappers er niet meer aan dat het menselijk ras in Afrika is verschenen. Vanaf hier vestigde Homo sapiens zich over de hele wereld, bezette continent na continent en ontmoette soms hun verre broeders, die Afrika honderdduizenden jaren eerder verlieten. Dit gebeurde in Europa, waar mensen van het moderne type de Neanderthalers ongeveer 30 duizend jaar geleden verdreven. Misschien gebeurde iets soortgelijks in Azië - bijvoorbeeld in Indonesië, waar de "hobbits" van het eiland Flores slechts 20 duizend jaar geleden leefden, toen bijna de hele aarde, behalve misschien Amerika, werd bewoond door Homo sapiens.
Eeuwenlang hebben historici en antropologen geprobeerd de volgorde van de nederzettingen op onze planeet door rassen en volkeren te reconstrueren. In de afgelopen jaren hebben genetici hen hulp geboden. Door de chromosomen van vertegenwoordigers van verschillende volkeren te vergelijken, kunnen wetenschappers nu de familiebanden tussen hen herstellen en proberen te berekenen (op basis van schattingen van de mate van accumulatie van mutaties in het genoom) wanneer er een scheiding was tussen volkeren, van wie de nakomelingen nu bekend staan als bijvoorbeeld de Zweden en de Chinezen.
Drijf sneller op het X-chromosoom
Genetische drift is een puur willekeurig fenomeen en voldoet aan de wetten van de kansrekening. Er kan worden berekend dat genetische drift in autosoom-DNA 25% langzamer zou moeten zijn dan op het X-chromosoom.
Tijdens de vorming van gameten - eieren en sperma - divergeren gepaarde chromosomen op een willekeurige manier in verschillende gameten, en de moeder kan het 15e chromosoom doorgeven aan het kind van zijn grootvader en het 22e van zijn grootmoeder. Bovendien kan zelfs één chromosoom genen van twee voorouders dragen vanwege het fenomeen van cross-over, wanneer gepaarde chromosomen delen op dezelfde manier uitwisselen aan de uiteinden tijdens de celdeling. Niet elke eicel, en heel, heel weinig spermatozoa zullen echter een nieuw leven beginnen en genen passeren door overerving. Daarom kan de toevalsfactor de frequentie van voorkomen van genen onder nakomelingen radicaal veranderen in vergelijking met voorouders.
Hoe minder individuele chromosomen bij dit proces betrokken zijn, hoe meer de uiteindelijke populatie onderhevig is aan de "willekeurige factor", en de genetische samenstelling van kleine populaties verandert veel sneller door drift dan in grote. Maar we hebben twee soorten chromosomen: geslachtschromosomen X en Y, waarvan de laatste, in een hoeveelheid van 1 stuk, alleen verkrijgbaar is bij mannen, en autosomen, die gelijkelijk verdeeld zijn over mannen en vrouwen. In een populatie waar mannen en vrouwen gelijk verdeeld zijn, zijn er slechts 75 X-chromosomen voor elke 100 autosomen van elk type.
Op basis van deze analyse geloven wetenschappers dat de meerderheid (en misschien wel 100%) van degenen die nu buiten Afrika wonen, afstammelingen zijn van een groep mensen die het continent ongeveer 60 duizend jaar geleden (plus / minus 20 duizend jaar) hebben verlaten. Hoe lang deze uittocht duurde, is moeilijker te bepalen, maar het is duidelijk dat er maar heel weinig mensen begonnen met de vele miljarden niet-Afrikanen. Om hiervan overtuigd te zijn, is het voldoende om naar genetische diversiteit te kijken - de overvloed aan verschillende varianten van genen in een bepaalde populatie. Bij zwarten is het meerdere malen meer dan berekend voor alle andere rassen en volkeren samen.
Als je goed kijkt naar de genetische samenstelling van rassen en volkeren, kun je veel subtielere effecten vinden. Probeer er bijvoorbeeld achter te komen hoeveel van de "kolonialisten" die een lange reis vanuit Afrika maakten, mannen waren, en hoeveel vrouwen.
En het blijkt dat er meerdere keren meer mannen waren
Dit is echter slechts de eenvoudigste interpretatie van de gegevens.
Promotie video:
Om de verhouding tussen mannen en vrouwen in de oprichtende populatie van de niet-Afrikaanse bevolking te beoordelen, probeerden wetenschappers het aantal vrouwelijke X-chromosomen te schatten in relatie tot autosomen - de rest, gepaarde, niet-geslachtschromosomen. Omdat mannen niet twee X-chromosomen hebben, maar slechts één, hebben in totaal elke man en vrouw slechts 3 X-chromosomen, terwijl bijvoorbeeld de eerste of 15 chromosomen 4 stuks hebben. Evenzo zullen er in elke populatie met een gelijke geslachtssamenstelling - waar er evenveel mannen als vrouwen zijn - 33% (4/3 keer) meer autosomen zijn dan X-chromosomen.
Maar hier is hoe je erachter kunt komen hoeveel chromosomen er waren in mensen die 60 duizend jaar geleden stierven?
We moeten kijken naar het DNA van hun nakomelingen, en bovendien niet één, maar een groot aantal. En vergelijk hoe de genenpool als geheel in de loop van de tijd is veranderd, namelijk hoe de relatieve frequenties van verschillende varianten van de DNA-sequentie (genallelen) zijn veranderd in de populatie. In dit geval hebben we het niet zozeer over de opkomst van een nieuwe mutatie (het verschijnen van een nieuw allel), maar over hoeveel het aandeel eigenaren van een bepaald allel in de bestudeerde groep mensen veranderde.
De reden voor deze veranderingen is de zogenaamde genetische drift.
Dit is een puur probabilistisch fenomeen en de snelheid ervan is omgekeerd evenredig met het aantal chromosomen in de populatie.
Als er dus een gelijk aantal mannen en vrouwen zou zijn onder de kolonisatoren die Afrika zouden verlaten, zou de genenpool geassocieerd met het X-chromosoom 33% sneller veranderen dan de autosomale genenpool.
Amerikaanse genetici, geleid door Alon Kanan en David Reich van het recent opgerichte Broad Institute of Harvard en MIT, hebben geprobeerd deze snelheden te meten. Om dit te doen, vergeleken ze drie populaties - "West-Afrikanen", "Oost-Aziaten" en "Noord-Europeanen". Gegevens over de relatieve frequenties van duizenden verschillende DNA-variaties daarvoor werden verzameld in het kader van het internationale project "HapMap". West-Afrika wordt daarin vertegenwoordigd door de Yoruba-bevolking van Niger, Oost-Azië - door half Japanners en Han-Chinezen, "Noord-Europa" - door Amerikanen van de overeenkomstige oorsprong.
Aangenomen wordt dat de eerste afstammelingen zijn van mensen die in Afrika zijn gebleven, en de tweede en derde afstammelingen zijn van de "kolonisten" die het zwarte continent hebben verlaten. Door variaties in honderdduizenden DNA-posities te vergelijken, kan men de variaties statistisch scheiden - om erachter te komen welke ontstonden toen alle mensen Afrikaan werden, die - tijdens de "uittocht", en welke - daarna, toen de overledenen werden verdeeld in Europeanen en Aziaten.
Zoals de vergelijking aantoonde, veranderden de X-chromosomen van de "kolonisatoren" niet met 33%, maar 60-70% sneller dan autosomen.
Als alle andere dingen gelijk zijn, betekent dit dat er 3 of zelfs 5 keer meer mannen onder hen waren dan vrouwen!
Overeenkomstig werk wordt geaccepteerd voor publicatie in Nature Genetics.
Dat er meer mannen op de lange reis waren, is voor antropologen niet schokkend. Door de jager-verzamelaarsgemeenschappen te bestuderen die tot op de dag van vandaag bestaan, hebben deze wetenschappers al lang geconcludeerd dat mannen de drijvende kracht zijn achter langeafstandsmigratie, terwijl vrouwen verantwoordelijk zijn voor kleine verplaatsingen. De schaal van de discrepantie - 3-5 keer - en het feit dat immigranten uit Afrika niet naar naburige dorpen gingen, maar "in de leegte", waar ze niemand hadden om hun gezin voort te zetten, deden Kanan en Reich nadenken over alternatieve verklaringen.
De grootte van de vrouwelijke populatie zou bijvoorbeeld verkeerd in de genen kunnen worden ingeprent als mannen om de een of andere reden nakomelingen achterlaten met slechts een klein deel van hun metgezellen.
Dit gedrag wordt bij veel hoektanden en zelfs bij sommige apen beoefend, waar het dominante vrouwtje andere leden van het peloton niet toestaat te paren met talrijke mannetjes. Maar gedroegen mensen zich op dezelfde manier? Het is onwaarschijnlijk, benadrukken de auteurs, aangezien dezelfde antropologische studies wijzen op de verspreiding van polygamie in plaats van matriarchie en polyandrie onder jachtstammen.
Misschien leefden mannen langer? Genetische drift bepaalt immers niet de tijd, maar het aantal veranderde generaties. Als vrouwen vaker worden vervangen dan mannen, lijkt het ons dat hun driftsnelheid hoger is. Nogmaals, Keinan en Reich en collega's zijn van mening dat deze verklaring ook antropologische observaties tegenspreekt.
Is het tenslotte mogelijk dat we de driftsnelheid tevergeefs tellen? Misschien veranderde de genenpool niet door drift, maar onder invloed van natuurlijke selectie? De externe omstandigheden zijn immers drastisch veranderd met het vertrek uit Afrika. Misschien bleken sommige X-gebonden genen, waarvan het in Afrika noch warm noch koud was, opeens cruciaal om te overleven in het Midden-Oosten? Nogmaals, onwaarschijnlijk, schrijven de auteurs. Ten eerste is het niet duidelijk waarom alleen op het X-chromosoom. Ten tweede konden de wetenschappers geen verschillen vinden in de snelheid van verandering in de genenpool tussen de coderende en niet-coderende regio's van chromosomen.
Uiteindelijk blijft versnelde genetische drift langs het X-chromosoom een mysterie, geven wetenschappers toe.
Trouwens, tijdens verdere hervestiging - tijdens de kolonisatie van Europa en Azië - waren er geen afwijkingen van afwijkingen, en het werk van Keinan en Reich toont de verhouding van het aantal X-chromosomen tot autosomen op 3/4 (binnen de foutmarge). Hoe was de uittocht uit Afrika zo verschillend? Er is nog geen antwoord op deze vraag, maar het is mogelijk dat wij allemaal, met uitzondering van Afrikanen, kinderen zijn van een zeer klein aantal vrouwen en een veel groter aantal mannen.
