modernin ihmislajin kotimaan etsiminen on ollut perustavaa laatua oleva pyrkimys tieteessä ja kulttuurissa, erityisesti siksi, että me kaikki kannamme geneettisiä kaikuja alkuperäisiltä isiltämme ja äideiltämme.

matkustaa ajassa tarpeeksi kauas pengomalla fossiileja ja kurkkimalla geneettisiä esi-isiä ja merkkien mukaan kaikki maapallolla vaeltavat nykyihmiset tulivat Afrikasta.

mutta Afrikka on valtava maanosa, jossa on valtava maantieteellinen ja kulttuurinen monimuotoisuus. Nykyään 1 000-2 000 kieltä ulottuu Saharan autiomaasta vuoristosademetsien poikki savannien ruohomaille.

mistä nykyiset esi-isämme tarkalleen tulivat, kauan ennen kuin ne levisivät maailman kaukaisimpiin kolkkiin? Koillis-Botswana.

Tämä Afrikan kansan alue on vastaus, jonka Nature-lehti paljasti maanantaina tutkimuksessa, jossa jäljitettiin syvimmän ihmisen tunteman äidillisen sukujuuren alkuperää.

projekti, jota johti tusina tiedemiestä kolmelta mantereelta, väittää, että kaikkien nykyään elävien nykyihmisten Äiti — Uudesta — Seelannista New Yorkiin-oli peräisin tältä Afrikan alueelta 200 000 vuotta sitten.

”olemme tienneet jo pitkään, että nykyihminen on lähtöisin Afrikasta”, tutkimusta johtanut Garvan Institute of Medical Researchin geneetikko Vanessa Hayes sanoi tiedotustilaisuudessa viime torstaina. ”Emme tienneet ennen tätä tutkimusta, missä tämä kotimaa oli.”

ryhmä yhdisti geneettisen esi-isien jäljittämisen ilmastomallinnukseen maalatakseen kuvan siitä, miten muinaisten äitiemme on täytynyt elää. Tämä Botswanan pohjoisosa — joka tunnetaan Makgadikgadin altaana-sisältää nykyään kuivia suolatasankoja, mutta tutkimuksen mukaan se oli kerran rehevä kosteikko, jossa oli tarpeeksi eläimiä ja syötävää kasvillisuutta metsästäjä-keräilijä-esi-isiemme elättämiseksi.

tämä perintö jatkaa nykypäivää Khoisanien elintavoissa. He ovat ryhmä metsästäjä-keräilijöitä, jotka asuttavat yhä tätä aluetta ja joiden vapaaehtoiset DNA-osuudet mahdollistivat tutkimuksen löytämisen.

mutta ennen lennon varaamista vierailla tässä kaikkien emämaiden emämaassa, on tärkeää tietää, etteivät kaikki antropologit ja arkeologit usko tämän olevan elämän kehto. Keskustelua on herättänyt se, että genetiikka näyttää kertovan yhdestä asiasta ihmisen historiassa, mutta fossiilit ja esineet viittaavat johonkin aivan muuhun.

tutkijat uskoivat lähes vuosikymmenen ajan, että ihmislajimme Homo sapiens on peräisin Afrikasta, koska vanhimmat samannäköiset fossiilit ovat 200 000 vuoden takaa. Mutta nämä yksilöt — jotka tunnetaan Omon jäänteinä-löydettiin Etiopiasta, tuhansia kilometrejä pohjoiseen juuri ehdotetusta kotimaasta Botswanasta.

lisäksi Omon fossiilit menettivät manttelinsa vanhimpana tunnettuna sapiensina, kun vielä kauempaa-Marokosta-löydetty 300 000 vuotta vanha kallo paljastettiin vuonna 2017. Se on 100 000 vuotta vanhempi kuin päivämäärä, jonka tutkijat ovat ehdottaneet Botswanan alkuperälle.

Joten miten DNA voi maalata yhden kuvan alkuperästämme, kun taas luut maalaavat toisen? Nykyihmisen alkuperän selvittämiseen liittyy muutakin kuin äidin perimän selvittäminen.

mitä tutkimus teki

ihmiset puhuvat usein ”DNA: sta” ikään kuin se olisi yksittäinen kokonaisuus, mutta ihmisen soluissa on todellisuudessa kahdenlaista tätä geneettistä materiaalia. ”Ydin” – DNA, joka löytyy solun tumasta, sisältää tietoa, joka määrittelee suurimman osan ihmisen olemassaolosta: silmien värin, hiusten värin, pituuden, henkisen kapasiteetin.

pieni osa DNA: sta on kuitenkin solujesi toisessa osassa, mitokondrioissa. Mitokondrion DNA: n avulla mitokondriot voivat suorittaa avaintehtävänsä eli tuottaa energiaa.

mitokondrio-DNA on myös erikoinen, koska sen perii vain äidiltään, toisin kuin ydin-DNA, joka on sekoitus molemmilta vanhemmilta. Mitokondrio-DNA voi toimia myös esivanhempien sekuntikellona, koska se mutatoituu 10 kertaa ydin-DNA: ta nopeammin, noin kerran 8 000 vuodessa.

oletetaan, että meidän äitimme ovat siskoja, ja sinun äitisi kehittää satunnaisen mutaation hänen mitokondrioonsa, kun taas minun ei. sinun perheesi mitokondrio pohjapiirustus tulee olemaan ikuisesti erilainen kuin minun. Tämä yksittäinen mutaatio toimii tienhaarana esi-isiemme tiellä — joka voidaan nyt jäljittää ajassa taaksepäin (ja avaruudessa, jos perheemme muuttavat pois toisistaan).

1980-luvun lopulta lähtien geenitutkijat ovat tienneet, että jos ihmisnäytteitä kerätään tarpeeksi monesta paikasta maailmassa, niin mitokondrion DNA: ta voidaan käyttää äidin perimän jäljittämiseen nykypäivästä aina siihen asti, kun erosimme viimeisimmästä yhteisestä esi-Isästämme, jota jotkut kutsuvat mitokondrio-Eevaksi.

vuosien saatossa, kun useammilta ihmisiltä kerättiin enemmän geneettistä tietoa, tätä mitokondrio– Eevaa — jonka mitokondrio-DNA-profiilia kutsutaan nimellä ”L0 haplogroup” – on jäljitetty yhä lähemmäksi eteläistä Afrikkaa, ja se laskeutuu suoraan klikinkielisten Khoisan-kansan keskuuteen.

Khoisanainen Namibiassa 22.elokuuta 2010. Khoisanit ovat etninen ryhmä Lounais-Afrikassa. Ne elävät Kalaharin autiomaassa Botswanan, Namibian, Angolan ja Etelä-Afrikan rajojen takana. Useimmat elävät Botswanassa, ja heidän elintapansa perustuu villieläinten metsästykseen ja Veldin ravinnon keräämiseen. Heidän elämäntapansa on sopeutunut erityisesti Kalaharin aavikon koviin olosuhteisiin. Kuva: Eric LAFFORGUE / Gamma-Rapho via Getty Images

mutta Khoisanin jäänteet ja arkeologiset kohteet ulottuvat alueen poikki — Zambezijoen alapuolelta ja Okavangon suistosta Pohjois-Botswanasta Afrikan eteläisimpään kärkeen. Alueella on satojen vuosien aikana vaikuttanut siirtolaisia, kuten Non-click speaking bantu cultures from central Africa — tehden geneettisestä kuvasta hämärän.

”ensimmäinen yritys oli etsiä ihmisiä, jotka eivät tunnista khoisaniksi, mutta voisivat mahdollisesti kantaa vanhinta l0-haploryhmää”, sanoi Eva Chan, bioinformatiikan tutkija Garvanin lääketieteellisen tutkimusinstituutin Human Comparative and Prostate Cancer Genomics Laboratoryssa, joka oli mukana tekemässä tutkimusta.

So, Chan, Hayes ja heidän kollegansa keräsivät eteläafrikkalaisilta 198 uutta DNA-näytettä ja vertasivat niitä noin tuhanteen aiemmin alueelta kerättyyn geeniprofiiliin.

mitä tutkimuksessa havaittiin

heidän tuloksensa osoittavat, että mitokondrio — Eeva — joka tilastollisesti ei ole yksi nainen, vaan ryhmä läheistä sukua olevia naisia-syntyi Makgadikgadin altaassa noin 200 000 vuotta sitten.

”siellä oli kerran hyvin suuri järvi… se ulottui Namibiasta Botswanan poikki Zimbabween asti”, Hayes sanoi ja lisäsi, että se oli suurempi kuin Victoriajärvi — Afrikan suurin järvi.

työryhmä esittää, että kun mitokondrio Eve ja hänen nykyiset ihmisjälkeläisensä ilmestyivät tälle alueelle 200 000 vuotta sitten, Makgadikgadijärvi olisi alkanut hajota pienemmiksi vesistöiksi muodostaen kosteikon.

geneettisten tietojensa perusteella ensimmäiset suvut viipyivät alueella 70 000 vuotta.

”sitten yhtäkkiä noin 130 000 vuotta sitten näemme divergenssin tapahtuvan eli linjojen jakaantumisen”, Hayes sanoi. Yksi ryhmä siirtyi koilliseen geneettisen analyysin perusteella. Alkuperäisten L0-sukujen toinen haara muutti etelään vasta 110 000 vuotta sitten.

selittääkseen paremmin, miksi nämä muuttoliikkeet tapahtuivat, tutkimusryhmä loi ilmastomalleja, jotka perustuivat osittain läheisiin merisedimenttiytimiin, jotka sisältävät vihjeitä muinaisesta kasvillisuudesta ja sademääristä.

”vertaamalla ilmastotietoja geneettisten erojen aikajänteisiin löysimme hätkähdyttävän kuvion”, sanoi eteläkorealaisen Pusanin kansallisen yliopiston Ilmastofysiikan keskuksen johtaja Axel Timmermann. ”Lisää sadetta noin 130 000 vuotta sitten Makgadikgadin kotiseutualueelta koilliseen loi ensimmäisen ryhmän muuttoa varten vihreän käytävän — kasvipeitteisen käytävän.”

tuhannet seeprat kerääntyvät viimeisen jäljellä olevan vesireiän läheisyyteen ennen kuin ne aloittavat vuotuisen vaelluksensa Makgadikgadi-pannuilta Boteti-joelle Botswanassa. Kuva: George Steinmetz / via Getty Images

ennen kuin tämä vihreä käytävä avattiin, Makgadikgadin altaan ympärillä näytti leijonia, kirahvia ja seeproja koskevien esi-isien tietojen perusteella olevan karua, karua maata, jossa oli vähän villieläimiä. Toinen käytävä avautui 110 000 vuotta sitten lounaaseen, mikä mahdollisti myöhemmän muuttoliikkeen. Toisin kuin nykyään nähty ilmastonmuutos, joka on suurelta osin ihmisen aikaansaama, nuo muinaiset kuviot johtuivat Maan akselin ja radan muutoksesta, joka tapahtuu muutaman tuhannen vuoden välein.

”erityisesti eteläisen pallonpuoliskon kesä siirtyy lähemmäs aurinkoa, joten se saa enemmän auringonvaloa”, Timmermann sanoi puhuessaan tutkijoiden ilmastomallisimulaatioista. ”Se lämpenee ja saa myös enemmän kosteutta.”

Why this matters

jokainen ihmisgenetiikkaan ja fossiiliaineistoihin perehtynyt tietää, että tämä uusi tutkimus ei sulje tapausta esi-isiemme kotimaasta.

muista, että mitokondrion DNA muodostaa pienen murto — osan — 0,0005 prosenttia-ihmisen geneettisestä koodista.

”mitokondrio-DNA: n syvimmät juuret eivät oikeastaan kerro meille niiden tuhansien muiden geenien syvimmän juuren sijaintia tumassa, jotka ovat myös ainutlaatuisia ihmisille nykyään”, sanoi Smithsonian-Instituutin Human Origins-ohjelman johtaja Rick Potts.

otetaan esimerkiksi epas1-niminen geeni. Tietyt mutaatiot tässä geenissä sallivat tiibetiläisten elää korkealla, mutta he perivät tämän superurheilijan ominaisuuden Denisovalaisilta. Denisovanit ovat neandertalinihmisten kaltaisia, sukupuuttoon kuolleita olentoja, jotka eroavat Homo sapiensista, mutta voisivat paritella niiden kanssa yhtä kaikki.

tässä on se juttu, yhteinen esi-isämme Denisovanien ja neandertalilaisten kanssa erkaantui sapienien esi-isistämme ja lähti Afrikasta muiden ihmismäisten hominidilajien kanssa satojatuhansia vuosia ennen mitokondrio-Eevan itämistä Makgadikgadin altaassa.

Pott sanoi, että tämä uusi tutkimus tekee valtavan työn jäljittäessään kaikkien nykyihmisten äidillistä alkuperää, kaikkien äitien äitejä.

”meillä kaikilla on se osana perintöämme — puhtaasti Afrikkalainen tarina”, Potts sanoi. ”Kun ihmiset Euroopasta tai Pohjois-Amerikasta käyttävät 23andMe tai Ancestry.com tulokset eivät ole mitokondrioiden DNA: ta, vaan ne ovat peräisin Afrikan historiasta.”

mutta hän sanoi, että tutkimuksen pääkohteessa unohdetaan kaikki muut perinnön hyväksi tehdyt panokset, myös osa muinaisesta Afrikasta.

Jos esimerkiksi äidillä olisi vain poikia, hänen DNA: nsa siirtyisi myöhempiin ihmisiin, mutta se ei ”rekisteröisi mitokondrioissa”, Potts sanoi. ”Niinpä on saattanut olla melkoinen joukko äitejä, jotka ovat eri puolilta Afrikkaa myötävaikuttaneet siihen, että ihmisen geneettinen monimuotoisuus, nykyihmisen perimä ja se, mitä ihmisenä oleminen merkitsee.”

Potts kyseenalaistaa myös ”vihreän käytävän” vaatimuksen näille varhaisille vaelluksille, sillä nykyihmiset voivat elää helvetin vaikeissa paikoissa– kylmistä napoista paahtavaan autiomaahan. Jopa nykyiset Khoisanit selviävät Kalaharin aavikon vähemmän vieraanvaraisessa maastossa.

”osa meistä, jotka tutkivat paleoenympäristöä ja ihmisen evoluutiota, etääntyvät ajatuksesta, että ihmisten piti pysyä jossain idyllisessä käytäväympäristössä liikkuakseen”, Potts sanoi. Ja muistutti myös, että fossiilisto, joka sisältää vanhempia, anatomisesti sapien luita Marokosta ja Etiopiasta, ei sovi yhteen tämän geneettisesti määritetyn Makgadikgadin kotimaan kanssa.

Vanessa Hayes keskustelemassa Makgadikgadi-Okavangon alueen merkityksestä laajennetun Ju / ’hoansi-perheen päämiehen ǀkun ǀkunnan kanssa. Namibian Suur-Kalaharin kotiseudulla asuva Vanessa on vieraillut ǀkunin ja hänen suurperheensä luona yli vuosikymmenen ajan. /kun oli yksi monista osallistujista, jotka lahjoittivat mitogenominsa tähän tutkimukseen. Valokuva: Chris Bennett, Evolving Picture, Sydney, Australia

Hayes lykkäsi tätä perustelua sanoen, että Marokon kallosta pitää vielä irrottaa DNA, jotta selviää, mihin se sopii nykyihmisen tarinaan.

”halusimme todella määritellä perustajaväestön”, sanoi Hayes, joka johtaa myös Garvanin instituutin inhimillisen vertailevan ja eturauhassyövän genomiikan yksikköä. ”Kunnes saamme DNA: ta näistä luurangoista ja löydämme lisää skeletons…it meidän on vaikea spekuloida.”

mutta niitä fossiileja ei ehkä enää ole, koska Afrikka on todistanut jatkuvaa ilmastollisten, geologisten ja arkkitehtonisten muutosten virtaa.

tunnetut fossiloituneet luut tukevat ajatusta, että kaikki ihmiset, olivatpa he sitten sapieneja, Neandertalinihmisiä, Denisovaneja tai muita — olisivat peräisin Afrikasta, mutta ne viittaavat siihen, että nykyisten lajiemme ilmaantuminen tapahtui kaikkialla mantereella ja eri tavoin. Esimerkiksi hänen laboratorionsa raportoi viime vuonna Kenian vanhimmat tunnetut todisteet kaukokaupasta, tarkat kivityökalut ja alkukantaiset värikynät, ovat 305 000 vuoden takaa.

Potts miettii, kertooko geneettinen kuva — jälleen kerran muinais — DNA: ta paljastettuna-samaa kuin esinetallenne. Siihen asti hän vertaa Makgadikgadi-tutkimusta vertaukseen, jossa sokeat miehet yrittävät ymmärtää norsua.

”tämmöisessä paperissa on yksi hieno asia: siinä on yksi osa elefanttia. Mutta se ei kerro meille kaikkea”, Potts sanoi.