poszukiwanie ojczyzny współczesnego gatunku ludzkiego było fundamentalnym poszukiwaniem w nauce i kulturze, szczególnie dlatego, że wszyscy nosimy ECHA genetyczne od naszych pierwotnych ojców i matek.

podróżuj w czasie wystarczająco daleko, przeglądając skamieniałości i patrząc na genetyczne pochodzenie, a znaki mówią, że wszyscy współcześni ludzie wędrujący po ziemi pochodzili z Afryki.

ale Afryka jest ogromnym kontynentem o przytłaczającej różnorodności geograficznej i kulturowej. Obecnie od 1000 do 2000 języków rozciąga się od Saharyjskiej pustyni przez górskie lasy deszczowe do sawannowych łąk.

więc skąd dokładnie pochodzą nasi współcześni przodkowie, na długo przed tym, jak rozprzestrzenili się na najdalsze zakątki świata? Północno-Wschodnia Botswana.

ten region afrykańskiego narodu jest odpowiedzią, którą w poniedziałek ujawnił dziennik „Nature” w badaniu, które prześledziło pochodzenie najgłębszej linii matczynej znanej ludziom.

projekt, prowadzony przez kilkunastu naukowców z trzech kontynentów, twierdzi, że matka wszystkich współczesnych ludzi żyjących dzisiaj — od Nowej Zelandii po Nowy Jork — powstała w tym rejonie Afryki 200 000 lat temu.

„od dawna wiemy, że współcześni ludzie pochodzą z Afryki” – powiedziała Vanessa Hayes, genetyk z Garvan Institute of Medical Research, która prowadziła badanie, podczas briefingu prasowego w zeszły czwartek. „Do czasu tych badań nie wiedzieliśmy, gdzie dokładnie jest ta ojczyzna.”

zespół połączył genetyczne śledzenie przodków z modelowaniem klimatu, aby namalować obraz tego, jak musiały żyć nasze starożytne matki. Ta północna część Botswany-znana jako Makgadikgadi basin-zawiera teraz suche solne mieszkania, ale badania mówią, że kiedyś była to bujna podmokła Ziemia, wypełniona wystarczającą ilością zwierząt i jadalnej roślinności, aby utrzymać naszych myśliwych-zbieraczy przodków.

to dziedzictwo trwa do dziś w sposób, w jaki żyją Khoisan. Są grupą łowców-zbieraczy, którzy nadal mieszkają w tym regionie i których dobrowolne wkłady DNA umożliwiły odkrycie badania.

ale zanim zarezerwujesz lot do odwiedzenia tej ojczyzny wszystkich ojczyzn, ważne jest, aby wiedzieć, że nie wszyscy antropolodzy i archeolodzy uważają, że jest to Kolebka życia. Debata powstała, ponieważ genetyka wydaje się wskazywać na jedną rzecz w historii ludzkości, ale skamieliny i artefakty wskazują na coś zupełnie innego.

przez prawie dekadę naukowcy wierzyli, że nasz gatunek ludzki — Homo sapiens — pochodzi z Afryki, ponieważ najstarsze skamieniałości o naszym podobieństwie pochodzą sprzed 200 000 lat. Ale te okazy-znane jako szczątki Omo-zostały odkryte w Etiopii, tysiące mil na północ od nowo proponowanej Ojczyzny w Botswanie.

Co więcej, skamieniałości Omo straciły swój płaszcz jako najstarsze znane sapiens, gdy w 2017 roku odsłonięto 300 000-letnią czaszkę znalezioną jeszcze dalej-Maroko. Jest o 100 000 lat starsza od daty, którą naukowcy zaproponowali dla Pochodzenia Botswany.

więc jak nasze DNA może malować jeden obraz naszego pochodzenia, podczas gdy kości malują inny? Cóż, odkrycie pochodzenia współczesnych ludzi wymaga czegoś więcej niż śledzenia matczynego Dziedzictwa.

co zrobiły badania

ludzie często mówią o „DNA”, jakby był to osobliwy byt, ale ludzkie komórki faktycznie zawierają dwa rodzaje tego materiału genetycznego. „Jądrowe” DNA, Znalezione w jądrze komórkowym, zawiera informacje, które określają większość ludzkiej egzystencji-kolor oczu, kolor włosów, wzrost, zdolność umysłową.

ale niewielka część DNA mieści się w innej części komórek, w mitochondriach. Mitochondrialne DNA pozwala mitochondriom wykonywać ich kluczowe zadanie wytwarzania energii.

mitochondrialne DNA jest również wyjątkowe, ponieważ dziedziczy się je tylko po matce, w przeciwieństwie do jądrowego DNA, które jest mieszaniną obojga rodziców. Mitochondrialne DNA może również służyć jako stoper przodków, ponieważ mutuje 10 razy szybciej niż jądrowe DNA, mniej więcej raz na 8000 lat.

powiedzmy, że nasze mamy są siostrami, a twoje rozwijają przypadkową mutację w jej mitochondriach, podczas gdy moje Nie. mitochondrialny plan Twojej rodziny będzie na zawsze inny niż mój. Ta pojedyncza mutacja służy jako rozwidlenie drogi naszych przodków — takiej, którą można teraz prześledzić wstecz w czasie (i przestrzeni, jeśli nasze rodziny oddalą się od siebie).

od końca lat 80.genetycy wiedzą, że jeśli zbierze się wystarczającą ilość ludzkich próbek z wystarczającej liczby miejsc na świecie, to mitochondrialne DNA może być wykorzystane do prześledzenia Dziedzictwa matki od dzisiaj do czasów, kiedy oddzieliliśmy się od naszego ostatniego wspólnego przodka, który niektórzy nazywają mitochondrialną Ewą.

z biegiem lat, ponieważ więcej informacji genetycznych zostało zebranych od większej liczby ludzi, ta mitochondrialna Ewa– której mitochondrialny profil DNA jest nazywany „haplogrupą L0” — została wyśledzona coraz bliżej Południowej Afryki, lądując prosto wśród mówiących na kliknięcie ludzi Khoisan.

Kobieta z Khoisan w Namibii 22 sierpnia 2010. Khoisan są grupą etniczną południowo-zachodniej Afryki. Żyją na pustyni Kalahari w granicach Botswany, Namibii, Angoli i RPA. Większość z nich żyje w Botswanie, a ich tryb życia opiera się na polowaniu na dzikie zwierzęta i zbieraniu pokarmu. Ich tryb życia jest szczególnie dostosowany do trudnych warunków pustyni Kalahari. Photo by Eric Lafforgue / Gamma-Rapho via Getty Images

ale pozostałości Khoisan i stanowiska archeologiczne rozciągają się w całym regionie — od poniżej rzeki Zambezi i delty Okawango w północnej Botswanie do najbardziej wysuniętego na południe krańca Afryki. Przez setki lat obszar ten był pod wpływem migrantów, takich jak mówiące bez kliknięć Kultury Bantu z Afryki Środkowej-czyniąc obraz genetyczny mętnym.

„pierwszym wysiłkiem było poszukiwanie osób, które nie identyfikują się jako Khoisan, ale mogą potencjalnie nosić najstarszą haplogrupę L0”, powiedziała Eva Chan, bioinformatyka naukowiec w laboratorium porównawczym i genomiki raka prostaty w Garvan Institute of Medical Research, który był współautorem badania.

więc Chan, Hayes i ich koledzy zebrali 198 nowych próbek DNA z Południowej Afryki i porównali je z około 1000 wcześniej zebranych profili genetycznych z tego regionu.

co stwierdzono w badaniu

ich wyniki pokazują, że mitochondrialna Ewa — statystycznie rzecz biorąc nie jest jedną kobietą, ale grupą blisko spokrewnionych kobiet — pojawiła się około 200 000 lat temu w basenie Makgadikgadi.

„kiedyś było tam bardzo duże jezioro… rozciągało się od Namibii, przez Botswanę i Zimbabwe”, powiedział Hayes, dodając, że było większe niż Jezioro Wiktorii — największe jezioro Afryki.

zespół sugeruje, że zanim mitochondrialna Ewa i jej współczesne ludzkie potomstwo pojawiły się w tym regionie 200 000 lat temu, jezioro Makgadikgadi zaczęłoby rozpadać się na mniejsze zbiorniki wodne, tworząc mokradła.

opierając się na danych genetycznych, pierwsze rodziny przebywały w tym regionie przez 70 000 lat.

„nagle, około 130 000 lat temu, widzimy rozbieżność, lub podział linii”, powiedział Hayes. Jedna grupa przeniosła się na północny wschód, na podstawie analizy genetycznej. Druga gałąź oryginalnych rodzin L0 przeniosła się na południe dopiero 110 000 lat temu.

aby lepiej wyjaśnić, dlaczego te migracje miały miejsce, zespół badawczy stworzył modele klimatyczne, oparte częściowo na pobliskich rdzeniach osadów oceanicznych, które zawierają wskazówki dotyczące starożytnej roślinności i opadów.

„porównując dane klimatyczne z osiami czasu rozbieżności genetycznych, znaleźliśmy uderzający wzór”, powiedział Axel Timmermann, dyrektor Centrum Fizyki klimatu na Pusan National University w Korei Południowej. „Więcej opadów około 130 000 lat temu, na północny wschód od ojczyzny Makgadikgadi, utworzono zielony korytarz-wegetowany korytarz – do migracji dla pierwszej grupy.”

tysiące zebr gromadzą się w pobliżu ostatniego pozostałego zbiornika wodnego, zanim rozpoczną roczną migrację z Makgadikgadi Pans do rzeki Boteti w Botswanie. Photo by George Steinmetz / via Getty Images

zanim ten zielony korytarz został otwarty, Makgadikgadi basin wydawało się być otoczone suchą, niegościnną ziemią z małą dziką przyrodą, na podstawie danych przodków dla lwów, żyraf i zebry. Drugi korytarz otworzył się 110 000 lat temu na południowy zachód, umożliwiając późniejszą migrację. W przeciwieństwie do zmian klimatu obserwowanych dzisiaj, które są w dużej mierze spowodowane przez człowieka, te starożytne wzorce były spowodowane przesunięciem osi i orbity Ziemi, które ma miejsce co kilka tysięcy lat.

„w szczególności lato na półkuli południowej zbliża się do Słońca, więc otrzymuje więcej światła słonecznego”, powiedział Timmermann, mówiąc o symulacjach modelu klimatycznego naukowców. „Rozgrzewa się i ma więcej wilgoci.”

dlaczego to ma znaczenie

każdy, kto zna ludzką genetykę i zapisy kopalne, wie, że to nowe badanie nie zamyka sprawy naszej ojczyzny przodków.

pamiętaj, że mitochondrialne DNA stanowi niewielki ułamek — 0,0005% — ludzkiego kodu genetycznego.

„najgłębsze korzenie mitochondrialnego DNA tak naprawdę nie mówią nam o lokalizacji najgłębszego korzenia z tysięcy innych genów w jądrze, które są również unikalne dla ludzi dzisiaj”, powiedział Rick Potts, szef programu ludzkiego pochodzenia Smithsonian Institution.

Weźmy na przykład gen zwany EPAS1. Pewne mutacje w tym genie pozwalają Tybetańczykom żyć na dużych wysokościach, ale odziedziczyli tę cechę super-sportowca od denisowian. Denisowianie są jak neandertalczycy, wymarła Grupa istot, które różnią się od Homo sapiens, ale mogą kojarzyć się z nimi tak samo.

rzecz w tym, że nasz wspólny przodek z Denisowianami i neandertalczykami oddzielił się od naszych przodków Sapiehów i opuścił Afrykę, wraz z innymi ludzkimi gatunkami hominidów, setki tysięcy lat przed wykiełkowaniem mitochondriów w basenie Makgadikgadi.

Pott powiedział, że te nowe badania wykonują ogromną pracę śledzenia matczynego pochodzenia wszystkich współczesnych ludzi chodzących po ziemi — matek wszystkich matek.

„wszyscy mamy to jako część naszego dziedzictwa — stricte afrykańską historię” – powiedział Potts. „Gdy ludzie z Europy lub Ameryki Północnej używają 23andMe lub Ancestry.com otrzymają wyniki, które nie są mitochondrialnym DNA L0, ale pochodzą z L0… oryginalnie z historii Afryki.”

ale powiedział, że główny wkład w badania pomija wszystkie inne wkłady w dziedzictwo, w tym niektóre ze starożytnej Afryki.

gdyby, na przykład, matka miała tylko synów, to jej DNA zostałoby przekazane później ludziom, ale to nie byłoby „zarejestrowane w mitochondriach”, powiedział Potts. „Tak więc mogło być sporo matek, które przyczyniły się z całej Afryki do współczesnej różnorodności genetycznej człowieka, genomów współczesnego człowieka i do tego, co to znaczy być człowiekiem.”

Potts kwestionuje również wymóg” zielonego korytarza ” dla tych wczesnych migracji, biorąc pod uwagę, że współcześni ludzie mogą żyć w piekielnie trudnych miejscach– od oziębłych biegunów po palącą pustynię. Nawet współcześni Khoisan przetrwają w mniej gościnnym terenie pustyni Kalahari.

„wielu z nas, którzy badają paleoośrodowisko i ewolucję człowieka, odchodzi od idei, że ludzie musieli trzymać się jakiegoś idyllicznego korytarza, aby się poruszać”, powiedział Potts. A także przypomniał, że zapis kopalny, który obejmuje starsze, anatomicznie sapiens kości z Maroka i Etiopii, nie zgadzają się z tym genetycznie uwarunkowanym Makgadikgadi ojczyzny.

Vanessa Hayes omawia znaczenie regionu Makgadikgadi-Okavango z dyrektorem ǀkun ǀkunta z rozszerzonej rodziny Ju/’hoansi. Mieszkając w ojczystym regionie Wielkiej Kalahari w Namibii, Vanessa odwiedza ǀkun i jego dalszą rodzinę od ponad dekady. / kun był jednym z wielu uczestników, / którzy ofiarowali swój mitogenom do tego badania. Zdjęcie Chris Bennett, Evolving Picture, Sydney, Australia

Hayes przesunął to uzasadnienie, mówiąc, że DNA nadal musi zostać wydobyte z czaszki Maroka, aby dowiedzieć się, gdzie pasuje do historii współczesnych ludzi.

„naprawdę chcieliśmy zdefiniować populację założyciela”, powiedział Hayes, który kieruje również jednostką Garvan Institute for human comparative and prostate cancer genomics. „Dopóki nie zdobędziemy DNA z tych szkieletów i nie znajdziemy więcej skeletons…it trudno nam spekulować.”

ale te skamieliny mogą już nie istnieć, biorąc pod uwagę, że Afryka była świadkiem ciągłego strumienia zmian klimatycznych, geologicznych i architektonicznych.

znane skamieniałe kości wspierają ideę, że wszyscy ludzie, czy to sapiens, Neandertalczyk, Denisovan czy inni — pochodzili z Afryki, ale sugerują, że pojawienie się naszego współczesnego gatunku miało miejsce na całym kontynencie i na różne sposoby. Na przykład jego laboratorium podało w zeszłym roku najstarsze znane dowody w Kenii dotyczące handlu na odległość, precyzyjnych narzędzi kamiennych i prymitywnych kredek, datowane na 305 000 lat.

Potts zastanawia się, czy obraz genetyczny — po raz kolejny odkryto starożytne DNA — powie to samo, co zapis artefaktu. Do tego czasu porównuje studium Makgadikgadi do przypowieści o ślepcach próbujących pojąć słonia.

” to jedna z najlepszych rzeczy w takiej gazecie: wnosi jedną część słonia. Ale to nie daje nam wszystkiego” – powiedział Potts.