Een nieuwe DNA-studie van Tibetanen heeft het genoom geïdentificeerd achter hun vermogen om in hooggelegen, zuurstofarme omgevingen te leven. Er werd vastgesteld dat dit gen afkomstig was uit een onverwachte bron - van een mysterieuze groep oude mensen, die wetenschappers Denisovans (Denisovan-man) noemden. Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking tussen Chinese, Deense en Amerikaanse wetenschappers en is gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
In de jaren negentig was er een consensus over de oorsprong van de menselijke soort, Homo sapiens, waartoe we allemaal behoren. Deze soort is jong, ongeveer 200 duizend jaar geleden in Afrika ontwikkeld, over de hele wereld verspreid en Europa bereikt, misschien pas 60 duizend jaar geleden.
Maar we zijn niet de eerste soort van het geslacht Homo die in Europa leeft. Fossielen van 300.000 tot 30.000 jaar oud duiden op de aanwezigheid van Neanderthalers en Homo Neanderthalers. Velen geloofden dat moderne Europeanen en Aziaten Afrika verlieten en Neanderthalers verdreven, dat het een complete vervanging was, zonder kruising. Wetenschappers ontdekten de sequentie van een klein stukje Neanderthaler DNA in de mitochondriën van een cel en concludeerden dat Neanderthalers significant verschilden van alle moderne mensen.
Maar in 2010 weerlegde nieuw onderzoek deze hypothese. Genoomanalyse van Neanderthalers toonde aan dat moderne Europeanen en Aziaten, en niet Afrikanen, 1-4% van hun DNA van Neanderthalers erfden. Er was duidelijk sprake van kruising tussen soorten.
Nog een verrassing voor de wetenschappelijke wereld - fragmentarische fossielen van een man die ongeveer 50.000 jaar geleden leefde, werden gevonden in de Denisova-grot in Siberië. Wetenschappers hebben DNA van hoge kwaliteit verkregen en de sequentie van het Denisovan-menselijke genoom bepaald. Deze oude mensen waren genetisch verschillend van de Neanderthalers, net als moderne mensen. Plots kwamen er drie verschillende groepen mensen tevoorschijn, die 50.000 jaar geleden gelijktijdig leefden. Kruiste de man van Denisov zich met moderne mensen? Blijkbaar wel, want een klein deel van het DNA van de moderne Nieuw-Guineaans vertoonde grote gelijkenis met het DNA van de Denisovan-man.
Onderzoekers hebben het DNA van Denisovan-mensen vergeleken met dat van moderne mensen om bewijs te vinden van aanpassingen gevormd door natuurlijke selectie. Het doel van sommige onderzoeken was om de genetische oorzaken van belangrijke biologische verschillen tussen moderne mensen en onze voorouders te identificeren. Andere onderzoekers hebben lokale aanpassingen gevonden in specifieke menselijke populaties waardoor ze konden omgaan met ongebruikelijke omgevingsomstandigheden.
Het laatste onderzoek heeft genetische varianten geïdentificeerd die ertoe kunnen hebben geleid dat de Tibetanen zich hebben aangepast, waardoor ze op 4.000 meter boven zeeniveau kunnen leven, waar de zuurstofconcentratie meer dan de helft is van die op zeeniveau. Wetenschappers hebben ontdekt dat één gen, EPAS1 genaamd, een eiwit produceert dat veel van de genen reguleert die betrokken zijn bij de verwerking van zuurstof door het lichaam. Het gen dat bij de Tibetanen werd gevonden, werd ook gevonden in de sherpa's en Mongolen, die ook op grote hoogte leven.
EPAS1 vertoonde tekenen van natuurlijke selectie bij de Tibetanen, aangezien een aanvankelijk zeldzame variant algemeen werd onder de bevolking. Wetenschappers suggereren dat, net als in andere gevallen van aanpassing aan lokale omstandigheden in het menselijk lichaam, de variant van het gen aangepast aan het lage zuurstofgehalte verscheen als gevolg van een willekeurige mutatie bij moderne mensen (Homo Sapiens) in Centraal-Azië.
Promotie video:
Nieuw onderzoek heeft onverwachte resultaten opgeleverd. Door dit gen ter vergelijking bij veel Tibetanen en Han-mensen te sequencen, ontdekten de auteurs dat dit gen heel anders is dan de rest van hun chromosomen.
Maar het Tibetaanse gen had te veel verschillen met het Han-gen, maar een variant van het Tibetaanse gen werd gevonden bij de oude Denisovans.
Dus in dit geval werd lokale aanpassing mogelijk door de verwerving van het gen van een reeds bestaande menselijke soort - de Denisovan. Bij Denisovans zorgde dit gen waarschijnlijk gedurende honderdduizenden jaren voor aanpassing aan omstandigheden met een laag zuurstofgehalte. Dit gen verspreidde zich vervolgens in één moderne menselijke groep - onder de Tibetanen, wiens omgeving het vereiste.
