850.000 år gammel tann viser vei til stamfaren vår

Analyser av en eldgammel tann har nå endelig plassert en omstridt menneskeart på stamtreet vårt. Resultatet gir en ny teori om hvem vår nærmeste stamfar var – og avslører samtidig hvor vi har våre karakteristiske ansiktstrekk fra.

Analyser av en eldgammel tann har nå endelig plassert en omstridt menneskeart på stamtreet vårt. Resultatet gir en ny teori om hvem vår nærmeste stamfar var – og avslører samtidig hvor vi har våre karakteristiske ansiktstrekk fra.

Shutterstock

Hvem er vår nærmeste stamfar?

Det spørsmålet har i flere tiår delt paleoantropologene i to leirer. Den ene har holdt på at det er arten Homo heidelbergensis, som det er gjort flere funn av både i Europa og Afrika.

Den andre har ment at det er arten Homo antecessor, som vi først fikk kjennskap til i 1994, da et 780.000 år gammelt barnekranium dukket opp i Atapuerca i det nordlige Spania.

Nå har en banebrytende studie av en 850.000 år gammel tann gitt forskerne nye spor i saken.

To arter er opplagte kandidater

Menneskeartene Homo antecessor og Homo heidelbergensis har delt paleoantropologene i to leirer i jakten på vår nærmeste stamfar.

Ved å kartlegge proteiner i tannen har forskere fra Københavns Universitet endelig plassert Homo antecessor på menneskeslektens stamtre.

Resultatet er oppnådd ved hjelp av en ny teknikk som er utviklet av sentrene EvoGenomics og GeoGenetics.

I stedet for å hente genetisk informasjon i levninger i form av DNA kan teknologien trekke ut den av proteiner, og de kan bringe oss mye lenger tilbake i tiden.

DNA er skrøpelig og brytes ned over tid, så det er stort sett aldri brukbart DNA igjen i levninger som er mer enn et par hundre tusener år gamle.

Proteiner, særlig hvis de er gjemt i tannemalje, kan derimot holde seg i millioner av år.

Tanden er et fossil fra Homo antecessor.
© Mathieu Duval et al.

Ut fra bare 20 milligram emalje klarte forskerne under ledelse av Enrico Cappellini å trekke ut proteinsekvenser som kunne fortelle om Homo antecessors slektskap med senere menneskearter.

Forskerne sammenlignet sekvensene med tilsvarende sekvenser fra Homo sapiens, neandertalere og de såkalte denisovaene, som levde i Sibir samtidig med at neandertalerne bebodde Europa.

Resultatet viser at Homo antecessor hører til den utviklingsgrenen vi deler med de to andre menneskeartene, og det gir oss samtidig ny kunnskap om når de trekkene som kjennetegner vår egen art, har oppstått.

Bombardement, kollisjoner og kretsløp. Forskerne utsetter eldgamle proteiner for en lang rekke prøvelser, og resultatet er en detaljert måling av proteinenes bestanddeler som kan opplyse oss om stamfaren vår.

Evolution
© Oliver Larsen

1. Elektroner bombarderer eldgamle proteiner

Forskerne utvinner proteinfragmenter fra fossilets tannemalje ved hjelp av syre og plasserer dem deretter i et såkalt massespektrometer. Her bombarderes de med elektroner, slik at de får elektrisk ladning.

Evolution
© Oliver Larsen

2. Filter sorterer fragmenter etter størrelse

Et elektromagnetisk filter sørger for at bare én type fragment kan passere gjennom av gangen. Filteret sorterer ved å bøye av partikler som har et feil forhold mellom massen og den elektriske ladningen.

Evolution
© Oliver Larsen

3. Proteinfragmenter støter sammen med gass

De utvalgte fragmentene ledes med høy fart inn i et kammer der de støter sammen med gassmolekyler. Kollisjonene bryter ned fragmentene til enda mindre fragmenter, som så føres videre.

Evolution
© Oliver Larsen

4. Kretsløp avslører identitet

De små fragmentene sendes i bane rundt en elektrode. Jo tyngre fragmentene er i forhold til sin egen elektriske ladning, jo lenger fra elektroden vil de bevege seg. En måling av kretsløpet avslører dermed hva fragmentene består av.

Våre «moderne trekk» er eldgamle

Da de første funnene av Homo antecessor ble gjort i 1994, var det nettopp trekkene ved barnekraniet forskerne merket seg.

Kraniet bar trekk som lignet overraskende mye på vår egen art. Det gjelder særlig et lite og flatt ansikt, som har noen karakteristiske fordypninger under kinnbeina.

Homo antecessor havde et fladt og relativt lille ansigt.

Homo antecessor, som levede for ca. 1,2 millioner til 780.000 år siden, hadde trekk som minner om oss: Et flatt og relativt lite ansikt.

© Ritzau Scanpix

De samme trekkene finnes i vårt eget kranium, men ikke hos neandertalerne og denisovaene.

Den nye proteinundersøkelsen slår fast at Homo antecessor hører til på vår egen utviklingsgren, så med all sannsynlighet har vi arvet våre egne ansiktstrekk fra denne arten.

Trekkene våre er dermed minst 850.000 år gamle.

Det betyr samtidig at de oppsto før utviklingslinjen vår ble skilt fra neandertalerne og denisovaene. Trekkene våre er med andre ord eldre enn de trekkene vi kjenner fra de to andre artene.

Proteiner i en tand har placeret Homo antecessor på menneskeslægtens stamtræ.

Både neandertalerne og denisovaene hadde kranier med et mer framskutt underansikt og kraftige øyenbrynsbuer.

Det er trekk vi tradisjonelt har betraktet som mer opprinnelige eller «primitive» enn vår egne, men de viser seg altså nå å være mer «moderne».

Det er fortsatt for tidlig å utnevne Homo antecessor til å være vår nærmeste stamfar, men vi vet nå at den stamfaren vi deler med neandertalerne og denisovaene, har vært en antecessorlignende art.

For å få det fulle bildet må forskerne sammenligne Homo antecessors proteiner med proteiner fra Homo heidelbergensis, slik at vi også kan få denne arten plassert på stamtreet.

Homo heidelbergensis levde for fra 700.000 til for 300.000 år siden.

Arten er dermed, akkurat som Homo antecessor, gammel nok til å være opphav til både oss selv, neandertalerne og denisovaene, men det er også mulig at Homo heidelbergensis skal plasseres på stamtreet etter at vår egen art ble skilt fra de to andre.

Kanskje bør de europeiske funnene av Homo heidelbergensis betraktes som «pre-neandertalere», mens de afrikanske funnene som er tilskrevet arten, kanskje hører til et helt annet sted på stamtreet.

Proteiner bygger om stamtreet

Alt dette vil forskernes nye proteinanalyser forhåpentligvis rydde opp i de kommende årene.

Metoden vil gi oss et mye mer presist overblikk over familiealbumet vårt og samtidig gi oss muligheter for å følge slekten vår mye lenger tilbake enn DNA-analyser kan.