Mennesket. Peter K. A. Jensen

      Molekylær antropologi og fossilt DNA

      I 1959 holdt den engelske fysiker og forfatter C.P. Snow en forelæsning, hvor han beskrev to kulturer, den humanistiske og den naturvidenskabelige, og begræd den manglende evne hos hver af dem til at kommunikere med medlemmer af den anden kultur. Hans væsentligste bekymring var den næsten totale ignorering af litteratur og historie hos naturvidenskabeligt uddannede personer, og tilsvarende ignorering af naturvidenskab og teknologi blandt folk inden for de humanistiske og sociale videnskaber; dette var efter hans mening den væsentligste hindring for løsningen af de mest påtrængende problemer i verden. Måske skylder vi C.P. Snow størst tak for, at folk i begge lejre snart 50 år efter er forblevet bevidste om hans indsigt og til stadighed søger at råde bod herpå. Hvad Snow næppe har kunnet forudskikke, er dog i hvilket omfang naturvidenskaben i dag er i stand til at besvare spørgsmål stillet af de humanistiske fag. Dette skyldes først og fremmest den biologiske revolution, som vi har været vidner til i anden halvdel af det 20. århundrede. Det kan derfor forudses, at de to kulturer i fremtiden vil mødes og samarbejde om videnskabelige spørgsmål, hvor der er en fælles interesse opstået ud fra en fælles nysgerrighed om samme problemstilling. Som genetiker vil man især være draget mod muligheden af at anvende genomisk analyse til besvarelse af historiske problemstillinger. Når folk flytter, tager de deres gener med og videregiver dem til deres efterkommere i det nye hjem. Derfor rummer hver eneste nulevende befolkningsgruppe spor efter de gamle rødder. Fælles herkomst kan bekræftes, og folkevandringer i fortiden kan efterspores ved at sammenligne DNA-sekvenser fra nulevende populationer. Genetikeres analyse af den historie, der ligger gemt i vores DNA, kan på denne måde supplere de historiske kilder, som er nedskrevet af mennesker, der de facto har været observatører til de pågældende begivenheder.

      Et eksempel fra den polynesiske ø Rapa kan illustrere, hvordan historiske og genetiske data kan arbejde sammen om løsningen af et antropologisk problem.

      Hvor stammer Rapas befolkning fra?

      Siden Thor Heyerdahl i 1952 foreslog, at Polynesien oprindeligt var blevet koloniseret fra Amerika, har genetikere søgt, men ikke fundet evidens for denne teori. Genetiske undersøgelser på den polynesiske ø Rapa, der ligger i Fransk Polynesien, har dog for nylig afsløret Y-kromosomalt DNA, der nedstammer fra oprindelige amerikanere. Bl.a. er den Y-kromosomale linje Q3 fundet på Rapa. Q3 anses for at være specifik for oprindelige amerikanere og findes hos 70-100 % af sydamerikanske befolkninger. Men en nærmere efterforskning har imidlertid afsløret, at disse “amerikanske” Y-kromosomer stammer fra det 19. århundrede og har forbindelse til den på daværende tidspunkt udbredte peruviansk ledede slavehandel.

      Rekonstruktionen af polynesiernes afstamning ud fra arkæologiske og lingvistiske data har vist meget klare slægtsbånd mod vest til de sydøstasiatiske øer. Den første kolonisering af de fjerne stillehavsøer fandt sted for ca. 3.000 år siden og blev iværksat af folk, der praktiserede den såkaldte Lapiti-kultur, som er opstået på de vestlige stillehavsøer for mere end 30.000 år siden. Sprogene, der tales på de østlige stillehavsøer tilhører alle den austronesiske sprogfamilie, der tales overalt på de sydøstasiatiske øer. På trods af disse meget klare indikationer på, at de polynesiske øer blev koloniseret fra Sydøstasien, er der flere før-europæiske aspekter ved den polynesiske kultur, der tilsyneladende har sin oprindelse i Amerika. Eksempler herpå er dyrkning af sødkartofler og squash, der oprindeligt stammer fra Syd- og Mellemamerika.

      Rapas befolkning vides at have undergået en voldsom reduktion fra en oprindelig størrelse på omkring 2.000 til bare 120 individer midt i 1860’erne. Årsagen var en epidemi af enten kopper eller dysenteri, som bragtes til øen af hjemsendte syge polynesiske slaver fra Peru. Denne hjemsendelse, der pågik efter internationalt pres, markerede afslutningen på den peruvianske slavehandel, der var udbredt i Polynesien midt i 1800-tallet; nogle øer mistede ved den lejlighed op til 80 % af befolkningen. Kun ét af i alt 33 slaveskibe blev opbragt, og dette skete på Rapa, da indbyggerne her var blevet forvarslet og derfor kunne overmande besætningen på slaveskibet Cora i 1863. En del af besætningen blev efterfølgende sejlet til Tahiti for der at blive stillet for retten, men fem besætningsmedlemmer blev på Rapa. Der findes optegnelser over fire af disse, tre var fra Chile og én fra Mexico. Det er disse mennesker, der har ført Y-linje Q3 til Rapa.

      I modsætning til opblandingen med Y-kromosomer, der vedrører den mandlige linje, er der ingen genetiske data, der viser tilstedeværelsen af amerikansk kvindeligt DNA på Rapa (mitokondrie-DNA, se kapitel 2). Dette er fint i tråd med de historiske data og viser, at den tilstedeværende mandlige opblanding ikke er udtryk for en kolonisering fra Amerika i forhistorisk tid.

      Det er påfaldende, at den eneste stillehavsø, hvor man finder disse opblandede Y-kromosomer, også er den eneste ø, hvor et peruviansk slaveskib blev opbragt og besætningen assimileret af den oprindelige befolkning. Det er således helt overvejende sandsynligt, at de amerikanske gener kan tilskrives denne begivenhed. Den nuværende høje frekvens af de fremmede gener hænger sammen med, at de blev introduceret til øen umiddelbart før befolkningssammenbruddet, hvor det antages, at kun 20 mænd overlevede. Måske var de pågældende besætningsmedlemmer mere modstandsdygtige mod den nævnte sygdomsepidemi end polynesierne.

      Fossilt DNA

      Molekylærgenetikken beskæftiger sig med analyse af generne hos levende organismer og kan derfor ikke give nogen direkte information om arvemassen hos uddøde arter. Denne situation ville imidlertid ændres drastisk, hvis DNA kunne isoleres fra fossiler og herefter gøres til genstand for analyse. I 1984 lykkedes det for første gang at udvinde små mængder DNA fra for længst uddøde dyr (fra et zebra-lignende dyr, der uddøde for over 100 år siden og fra en 40.000 år gammel mammut). I 1989 blev DNA udvundet fra et 17 millioner år gammelt magnolieblad, i 1992 fra 30 millioner år gamle termitter bevaret i rav og i 1993 fra 135 millioner år gamle biller, også bevaret i rav. DNA er endvidere blevet udvundet fra forskellige museumspræparater af organisk materiale (bl.a. mumier) og fra fossile knogler.

      Det er kun muligt at udvinde meget små mængder DNA fra fossile materialer, og DNA-molekylerne er som regel stærkt nedbrudte og kun 100-200 basepar lange. Derfor er analyse af det udvundne DNA forbundet med store vanskeligheder. Med fremkomsten af PCR-teknikken i 1983 ændredes situationen imidlertid afgørende. Ved hjælp af PCR-teknikken er det muligt på kort tid at opformere selv meget små mængder nedbrudt DNA; det opformerede DNA kan herefter analyseres med de sædvanlige metoder. I princippet er det med PCR-teknikken muligt at danne op mod 100.000.000 kopier af den oprindelige DNA-sekvens på mindre end tre timer.

      På trods af alle disse meget lovende resultater med udvinding af fossilt DNA (aDNA, hvor “a” står for antikt, eng. ancient) er der dog grund til at dæmpe optimismen betydeligt. Det har nemlig vist sig, at DNA-molekyler er langt mere ustabile end tidligere antaget; kun hvis DNA-molekylerne har været opbevaret under helt særlige omstændigheder – vigtigst er et ilt- og vandfrit miljø samt lav temperatur – skal man gøre sig håb om at kunne udvinde DNA fra materiale, der er mere end nogle få tusinde år gammelt. Tidligere antagelser om, at rav opfyldte disse betingelser, har vist sig fejlagtige; rav synes generelt at yde dårlig beskyttelse mod nedbrydning af DNA. Mange af de tidligere resultater (herunder det nævnte 17 millioner år gamle magnolieblad) har man siden måttet trække tilbage, da det formodede fossile DNA i stedet viste sig at være “forurening” med nutidigt DNA. Når det drejer sig om udvinding af DNA fra fossile menneskeknogler, er en øvre aldersgrænse på ca. 100.000 år realistisk.

      I 2003 lykkedes det to unge danske forskere at finde små DNA-mængder i permafrossen jord fra det nordøstlige Sibirien nær Beringstrædet. Nogle jordprøver blev hentet op fra 30 m’s dybde og viste sig at indeholde DNA fra planter, der levede for ikke mindre end 400.000 år siden. Det er suverænt det ældste, pålidelige DNA-fund, der nogensinde er gjort. Samme forskere fandt i langt yngre lag (20.000-30.000 år) DNA-rester fra flere af sidste istids store dyr, bl.a. mammut, rensdyr, bison, moskusokse m.fl. Det er formentlig den permanent lave temperatur, der er årsagen til, at det pågældende DNA har kunnet undgå total nedbrydning.

      Fossilt DNA udvundet fra humant materiale

      I det mindste når det gælder undersøgelse af humant fossilt DNA