Svante Paabo: DNA-spor til vor indre Neanderthal

Genetikeren Svante Pääbo præsenterer resultatet af en omfattende verdensomspændende undersøgelse, og viser os DNA-beviset for, at vi, som tidlige mennesker, parrede os med Neanderthalerne, efter at vi forlod Afrika. (Ja - mange af os har Neanderthal-DNA). Han viser også, hvordan et lille knoglestykke fra en baby-finger, var nok til at identificere en helt ny menneskeart.

Jeg vil gerne tale om

hvad man kan lære ved at udforske genomerne

hos nulevende

og uddøde folk.

Men før jeg gør det,

så vil jeg kort genopfriske det I allerede ved:

vores genomer, vores genetiske materiale,

er lagret i næsten alle celler
i vores krop i kromosomerne

i form af DNA,

som er den berømte dobbelt-spiral molekyle.

Og den genetiske information

indeholdes i en sekvens

af fire baser,

forkortet med bogstaverne A, T, C og G.

Og informationen er der dobbelt --

én i hver streng --

hvilket er vigtigt,

for når nye celler dannes, skilles disse strenge,

nye strenge dannes med de gamle som skabelon

i en næsten perfekt proces.

Men intet i naturen er selvfølgelig

totalt perfekt,

Sommetider laves en fejl

hvor et forkert bogstav indsættes.

Og vi ser resultatet

af sådanne mutationer

når vi sammenligner DNA sekvenser

hos os, her i dette rum, for eksempel.

Hvis vi sammenligner mit genom med jeres,

vil der være en forskel

for hver 1200 - 1300 bogstaver mellem os.

Og disse mutationer ophober sig

omtrentligt proportionalt med tiden.

Så hvis tilføjer en chimpanse her,
vil vi se flere forskelle.

Omtrentligt eet bogstav ud af 100

vil være anderledes.

Og hvis man er interesseret i historien

for et stykke DNA, eller hele genomet,

så kan man rekonstruere DNA'ens historie

med de forskelle man ser.

Og generelt viser vi vore ideer om denne historie

i form af et træ som dette her.

I dette tilfælde er det meget simpelt.

De to humane DNA sekvenser

går tilbage til en fælles forfar for nylig.

Længere tilbage er der een som deles med chimpanser.

Og da disse mutationer

sker omtrentligt proportionalt med tiden,

kan man omforme disse forskelle

til et overslag over tiden,

hvor de to mennesker, typisk vil dele

en fælles forfader for et halv million år siden,

og for chimpanserne vil det være

omtrentligt for fem millioner år siden.

I de sidste år

er der fremkommet teknologier, som tillader een

at se mange, mange stykker DNA meget hurtigt.

Så nu kan vi på i løbet af timer

fastslå et komplet human genom.

Hver af os, har selvfølgelig to genomer -

een fra vores mor og een fra vores far.

Og de er omkring 3 milliarder bogstaver lange.

Og vi vil se, at begge min genomer,

eller mit ene genom og jeres

vil have omkring

3 millioner forskelle.

Og man kan nu også begynde

at spørge: "Hvordan er disse genetiske forskelle

fordelt hen over verden ?"

Hvis man gør det, vil man finde

en vis genetisk variation i Afrika.

Og hvis man ser udenfor Afrika,

så finder man faktisk
en mindre genetisk variation.

Det er selvfølgelig overraskende,

for omtrentlig 6 til 8 gange færre mennesker

lever i Afrika end udenfor Afrika.

Alligevel har menneskerne i Afrika

større genetisk variation.

Ydermere har alle de genetiske variationer,

som vi ser udenfor Afrika,

tættere relaterede DNA sekvenser,

end det man finder i Afrika.

Men hvis man kigger på Afrika,

så er der en genetisk variations-komponent

som ikke har nogen nære slægtninge
udenfor Afrika.

En forklaring kunne være

at en del af den afrikanske variation,
men ikke det hele,

udvandrede og koloniserede resten af verden.

og sammen med dateringsmetoderne,

har disse genetiske forskelle
ført til den indsigt

at de moderne mennesker

som stort set er ens,

fremkom i Afrika for relativt kort tid siden,

mellem 100 og 200.000 år siden.

Senere, for mellem 10.000 og 50.000 år siden

udvandrede fra Afrika

for at kolonisere resten af verden.

Jeg siger ofte

at set fra et genem-perspektiv,

er vi alle afrikanere.

Vi enten lever i Afrika i dag,

eller udvandrede for nyligt.

En anden konsekvens

af denne sene oprindelse til
det moderne menneske er,

at de genetiske varianter

er jævnt fordelt over verden

i mange steder,

og de varierer gradvist,

i det mindste set fra et fugleperspektiv.

Og da der er mange genetiske varianter

og da de har forskellige gradienter,

betyder det, at hvis vi
bestemmer en DNA-sekvens --

et genom fra eet individ --

så kan vi ret præcist fastslå

hvor denne person kommer fra,

forudsat at hans forældre eller bedsteforældre

ikke har flyttet for meget rundt.

Men det betyder ikke,

som mange ofte tror,

at der er store genetiske forskelle imellem
grupper af mennesker --

på forskellige kontinenter, for eksempel ?

Vi kan også begynde
at stille sådanne spørgsmål.

Der kører, for eksempel, et projekt,

hvor man vil sekvensere et tusind individer

- deres genomer -
fra forskellige dele af verden.

De har sekvenseret 185 afrikanere

fra to populationer i Afrika.

Og omtrent ligeså mange mennesker

i Europa og i Kina.

Og vi kan begynde at sige
hvor stor en variation der er

hvor mange forskellige bogstaver der er

i det mindste i en af disse
individuelle sekvenser.

Det er mange:
38 millioner forskellige positioner.

Men vi kan så spørge:
Er der nogen absolut forskel

mellem afrikanere og ikke-afrikanere ?

Måske den største forskel

som de fleste af os forestiller os.

Og med absolut forskel --

og jeg mener en forskel

hvor folk i Afrika
- på en vis position i DNA'et -

hvor alle individer - 100 procent - har eet bogstav,

og alle udenfor Afrika
har et andet bogstav.

Svaret på det er,
at blandt disse millioner af forskelle,

er der ikke een eneste sådan position.

Det er måske overraskende.

Måske er et enkelt individ misklassificeret.

Så vi løsner kriteriet en smule

og siger: Hvor mange positioner finder vi,

hvor 95 procent af menneskerne i Afrika har

een variant,

95 procent har en anden variant.

Og svaret er 12.

Dette er meget overraskende.

Det betyder, at når vi

ser en person fra Afrika

og en person fra Europa eller Asien,
så kan vi ikke

ud fra en enkelt position i genomet,

med 100% sikkerhed forudsige,
hvad det vil være.

Og for kun 12 positioners vedkommende,

kan vi håbe på at have 95% ret.

Det er måske overraskende,

men vi kan se på disse mennesker

og ret let sige hvor de eller deres forfædre kom fra.

Det betyder

at de træk vi så ser på

og så nemt ser --

ansigtstræk, hudfarve, hårstruktur --

ikke er bestemt af enkelte gener
med de store virkninger,

men er bestemt af mange forskellige
genetiske variationer,

som simpelthen varierer i hyppighed

i de forskellige dele af verden.

Der er en anden ting med disse træk,

som vi så nemt ser hos hinanden,

som jeg mener er værd at tænke over,

og det er, at i bogstaveligste forstand,

er de bare på vore kroppes overflade.

De er, som jeg lige sagde --

ansigtstræk, hårstruktur, hudfarve.

Der er også et antal træk

som varierer mellem kontinenterne

som med vor fødes stofskifte at gøre,

eller at vi har at gøre med

hvordan vores immunsystem
omgås mikrober,

som forsøger at invadere kroppen.

Men så er der alle de dele af vores krop,

hvor vi meget direkte interagerer
med omgivelserne,

i direkte konfrontation, om du vil.

Det er let at forstille sig,

hvor udpræget disse dele af vores krop

hurtigt blev påvirket ved udvælgelsen fra omgivelsen

og ændret gen-hyppigheder,

som er involveret i dem

Men når vi ser på andre dele af kroppen

hvor vi ikke direkte interagerer
med omgivelserne

- vore nyrer, vore levere, vore hjerter -

så er det ikke muligt at sige,

ved blot at kigge på disse organer,

hvorfra i verden de kom.

Der er noget andet interessant,

som udspringer fra denne erkendelse,

at mennesker har en ret sen fælles
oprindelse i Afrika,

og det er, at da disse mennesker opstod

for omkring 100.000 år siden,

var de ikke alene på planeten.

Der var også andre former
for mennesker,

mest berømt er måske Neanderthalerne --

disse robuste former for mennesker,

sammenlignet med dem til venstre her,

med et moderne menneskeskelet til højre --

som fandtes i Vestasien og Europa

i over adskillige hundredetusinder af år.

Så et interessant spørgsmål er,

hvad skete der, da vi mødtes?

Hvad skete der med Neanderthalerne ?

For at svare på sådanne spørgsmål,

har min researchgruppe -- i over 25 år nu --

arbejdet på metoder
til ekstraktion af DNA

fra knoglerester fra Neanderthalerne

og uddøde dyr

som er titusinder år gamle.

Det involverer en mængde
tekniske udfordringer til

hvordan man ekstraherer DNA,

og hvordan man omdanner det til en form,
som kan sekvenseres.

Man er nødt til at arbejde meget omhyggeligt

for at undgå forurening
af eksperimenterne

med DNA fra een selv.

Og det, i forbindelse med disse metoder,

som tillader mange DNA-molekyler
at blive sekvenseret meget hurtigt,

tillod os sidste år

at præsentere den første version
af Neanderthalerens genom,

så enhver af jer

kan nu så på internet
se på Neanderthalerens genom,

eller i det mindste de 55 procent af det,

som vi har været i stand til
at rekonstruere så vidt.

Og man kan begynde at sammenligne det
med genomer

fra mennesker, som lever i dag.

Og et spørgsmål

som man sikkert stiller, er,

hvad skete der, da vi mødtes ?

Blandede vi os, eller ikke ?

Man svarer på spørgsmålet

ved at se på Neanderthalerne,
som kom fra Sydeuropa

og sammenligne dem med genomer

fra mennesker, som lever i dag.

Når vi ser på på

et par individer

begyndende med to afrikanere,

to afrikanske genomer,

finde steder hvor de er forskellige

og i hvert tilfælde spørge:
Hvordan ser Neanderthalerens genom ud ?

Matcher det, den ene afrikaner
eller den anden afrikaner ?

Vi kunne forvente,
at der ikke er nogen forskel,

fordi Neanderthalerne
levede aldrig i Afrika.

De bør være ens - ikke have nogen grund til -

at være tættere på den ene afrikaner
end til den anden afrikaner.

Og det er skam også tilfældet.

Statistisk set, så er der ingen forskel

på hvor hyppigt Neanderthaleren matcher
den ene afrikaner eller den anden.

Men det er anderledes,

hvis vi nu ser på et europæisk individ
og en afrikansk.

Så matcher Neanderthaleren,

betydeligt hyppigere europæeren

snarere end afrikaneren.

Det samme holder,
hvis vi ser på et kinesisk individ

overfor et afrikansk.

Så vil Neanderthaleren matche
kineseren hyppigere.

Det er måske også overraskende

fordi Neanderthalerne levede aldrig i Kina.

Så den model,
vi foreslår for at forklare dette,

er at da nutidige mennesker
kom fra Afrika

for omkring 100.000 år siden,

så mødte de Neanderthalerne.

Det gjorde de, antageligt, først i Mellemøsten,

hvor der levede Neanderthalere.

Hvis de blandede sig,

så disse moderne mennesker

som blev forfædrene

til alle udenfor Afrika,

bar denne Neanderthal-komponent
i deres genom

ud til resten af verden.

Så mennesker, som lever udenfor Afrika,

har omkring to og en halv procent af deres DNA

fra Neanderthalerne.

Så nu hvor vi har Neanderthalgenomet

som en reference

og vi har disse teknologier

til at undersøge fortidige knoglerester

og ekstrahere DNA'et,

kan vi begynde at anvende dem
andre steder i verden.

Det første sted vi gjorde det,
var i Sydsiberien

i Altaibjergene,

på et sted kaldet Denisova,

et hulelandskab i dette bjerg,

hvor arkæologerne i 2008

fandt et lille stykke ben --

dette er en kopi af det --

som vi konkluderede kom fra

et menneskes yderste lillefinger-led.

Det var tilstrækkeligt vedbevaret,

så vi kunne fastslå DNA'et
fra dette individ,

i en endnu større grad,

end for Neanderthaleren

og begynde på at sammenholde det med

Neanderthalgenomet
og til mennesker i dag.

Vi fandt, at dette individ

delte en fælles DNA-oprindelse

med Neanderthalerne
for omkring 640.000 år siden.

Og endnu tidligere - 800.000 år siden -

er der en fælles oprindelse

med nutidige mennesker.

Så dette individ stammer fra en population,

som deler en oprindelse
med Neanderthalerne,

men langt tilbage, og havde derefter
en lang uafhængig historie.

Vi kalder denne menneskegruppe

som vi da beskrev for første gang,

fra dette lillebitte stykke ben,

for Denisovans,

efter det sted,
hvor de først blev beskrevet.

Vi kan så stille det samme spørgsmål
om Denisovanerne

som for Neanderthalerne:

Blandede de sig med forfædrene
til vore nutidige mennesker ?

Hvis vi stiller det spørgsmål

og sammenligner Denisovan genomet

med mennesker i verden,

opdager vi overraskende nok

ikke spor af Denisovan DNA'et

i noget folk, som lever
selv tæt på Sibirien i dag.

Men vi finder det i Papua Ny Guinea

og på andre øer
i Melanesien og Stillehavet.

Så det betyder sikkert

at disse Denisovaner var vidt udbredt før hen,

eftersom vi ikke tror,
at forfædrene af Melaneserne

nogensinde levede i Sibirien.

Så ved at studere

disse genomer
fra uddøde mennesker,

begynder vi at danne et billede
af hvordan verden så ud,

da de moderne mennesker begyndte
at bevæge sig ud af Afrika.

Til vest, der var Neanderthaler;

til øst var der Denisovaner --

og måske andre også andre menneskeformer,

som vi ikke har beskrevet endnu.

Ve ved ikke helt, hvor grænserne
med disse folk lå,

men vi ved, at i Sydsiberien,

var der både Neanderthaler og Denisovaner,

i det mindste på et tidspunkt.

Så dukkede de moderne mennesker op i Afrika,

kom ud af Afrika,
formodentligt i Mellemøsten.

De blandede sig med Neanderthaleren,

fortsatte med at sprede
sig over hele verden,

og et eller andet sted i Sydøstasien,

mødte de Denisovanerne
og blandede sig med dem

og fortsatte videre
ud i Stillehavs-områder.

Og så forsvinder
disse tidligere menneskeformer,

men de lever stadig en lille smule

i nogle af os --

fordi folk uden for Afrika
har to og en halv procent DNA

fra Neanderthalerne,

og folk i Melanesien

har yderligere fem procent

fra Denisovanerne.

Betyder så dette, at der alligevel

er en absolut forskel

mellem folk udenfor Afrika
og indenfor,

fordi folk udenfor Afrika

har denne gamle komponent
i deres genom,

fra disse uddøde menneskeformer,

som afrikanerne ikke har ?

Jeg tror ikke det er tilfældet.

Formodentlig dukkede
det moderne menneske op

et sted i Afrika.

De spredte sig
selvfølgelig også over Afrika,

og der var ældre,
tidligere menneskeformer der.

Da vi blandedes andetsteds,

er jeg ret sikker på, at en skønne dag,

hvor vi måske vil finde et genom

fra disse tidligere menneskeformer i Afrika,

så vil vi opdage,
at de også har blandet sig

med tidlige moderne mennesker
i Afrika.

Så for at opsummere det:

Hvad har vi lært
ved at undersøge genomer

fra nutidige mennesker

og uddøde mennesker ?

Vi har måske lært mange ting,

men een ting,
som jeg synes er vigtigt at nævne er,

at jeg tror at lektionen er,
at at vi altid har blandet os.

Vi blandede og med disse tidligere menneske-former

nårsomhelst vi mødte dem

og vi blandede os lige siden.

Tak for jeres opmærksomhed

(Applaus)