DNA-onderzoek heeft ons begrip van de Neanderthaler in een stroomversnelling gebracht.
Zo'n 60.000 jaar geleden kregen de Neanderthalers in West-Eurazië vreemde nieuwe buren: een golf Homo sapiens- migranten die Afrika verlieten, op weg naar toekomstige mondiale dominantie. Nu een studie 1 van honderden oude en moderne genomen heeft vastgesteld wanneer de twee soorten zich begonnen te paren – en heeft ontdekt dat de genetische vermenging slechts een korte tijd duurde, althans op evolutionaire schaal. In Nature van 24 mei 2024 kwam een publicatie over een analyse van tientallen oude genomen dat laat zien dat nauwe ontmoetingen tussen de twee soorten plaatsvonden in een kort tijdsbestek. Seks met Neanderthalers had zijn ups en zijn downs. Het kruisen van de moderne mens heeft mogelijk genen opgeleverd die bruikbaar zijn voor het omgaan met klimaten die kouder zijn dan die van Afrika, maar de hybride nakomelingen leden waarschijnlijk onder aanzienlijke vruchtbaarheidsproblemen. Deze conclusies komen uit twee artikelen die in Science zijn gepubliceerd 1 en Natuur 2, die de plakjes van het genoom identificeren die de hedendaagse mens heeft geërfd van de Neanderthalers, de gedrongen jager-verzamelaars die ongeveer 38.000 jaar geleden zijn uitgestorven? Vooralsnog nemen we aan dat de Neanderthaler rond 28.000 jaar geleden in de grot bij Gibraltar heeft geleefd en is zijn uitsterven weer aanzienlijk later. Echter, het blijft speculatief wanneer de Neanderthaler daadwerkelijk is uitgestorven. Dat we steeds meer over de neanderthaler te weten zijn gekomen is te danken door de ontdekking van CRISPR-Cas9. Dat heeft op verschillende manieren invloed gehad op ons begrip van de Neanderthalers, en de DNA technologie. Het heeft vooral de wetenschappelijke benadering van het onderzoeken van oude genen en het begrijpen van de evolutie veranderd. CRISPR-Cas9 is een technologie die wetenschappers in staat stelt om het DNA van organismen op een zeer precieze manier te bewerken. Je kunt het vergelijken met een soort "knip- en plak"-systeem voor genetische informatie die uit botresten kan worden gehaald.
Voor de komst van CRISPR-Cas9 was het moeilijk om het DNA van oude mensachtigen, zoals de Neanderthalers, nauwkeurig te bestuderen. Het oude DNA dat in fossielen wordt aangetroffen, is vaak fragmentarisch en beschadigd door de tijd. De technologie van CRISPR-Cas9 heeft echter wetenschappers geholpen om oude genetische informatie beter te begrijpen door het te vergelijken met DNA van moderne mensen en andere uitgestorven mensachtigen. In 2010 werd bijvoorbeeld het genoom van de Neanderthaler voor het eerst volledig in kaart gebracht. Sindsdien wordt CRISPR gebruikt om bepaalde genen van Neanderthalers te isoleren en te onderzoeken, door bijvoorbeeld deze genen in moderne dieren of menselijke cellen in het laboratorium in te voeren om te begrijpen hoe bepaalde eigenschappen of ziekten mogelijk gerelateerd zijn aan het Neanderthaler-genoom. Nadat wetenschappers DNA hadden geëxtraheerd uit de botten van drie vrouwelijke Neanderthalers die ontdekt waren in een grot in Kroatië. Hadden de onderzoekers het Neanderthaler-DNA in verband gebracht met verschillende gezondheidsproblemen, waaronder auto-immuunziekten, prostaatkanker, type 2 diabetes, schedelmorfologie en depressieve stoornissen. CRISPR heeft wetenschappers geholpen om te begrijpen hoe de genen van Neanderthalers zich mogelijk vermengden met die van vroege moderne mensen. Dit is vooral belangrijk, omdat we weten dat er genen van Neanderthalers in het moderne menselijk genoom aanwezig zijn, vooral bij mensen buiten Afrika. Door CRISPR-technologie te gebruiken, kunnen onderzoekers bijvoorbeeld de specifieke effecten van Neanderthalergenen op moderne gezondheid, bijvoorbeeld op het immuunsysteem of op bepaalde ziekten, verder onderzoeken. Hoewel CRISPR-Cas9 veel nieuwe mogelijkheden biedt om oude genen te bestuderen, roept de technologie ook ethische vragen op over genetische manipulatie, bijvoorbeeld met betrekking tot de mogelijkheid om eigenschappen van mensen op genetisch niveau te veranderen. Dit leidt tot bredere discussies over de evolutie van de menselijke soort, de mogelijke implicaties van genetische modificatie en hoe we ons verhouden tot andere menselijke soortgenoten zoals de Neanderthaler. De ontwikkeling van CRISPR-Cas9 heeft het wetenschappelijk onderzoek naar de Neanderthalers sterk versneld. Het maakt het mogelijk om hun genetisch materiaal beter te bestuderen, de invloed van Neanderthaler-genen op de moderne mens te onderzoeken en diepere inzichten te krijgen in onze gedeelde geschiedenis en evolutie.
Het Duitse Max-Planck-Instituut voor Evolutionäre Anthropologie heeft aangetoond dat de meeste Europeanen nog steeds voor een klein deel Neanderthaler DNA met zich mee dragen. In 2010 werd het DNA van Neanderthalers in kaart gebracht en bleek dat moderne mensen van niet-Afrikaanse afkomst tot 2% van hun DNA gemeen hebben met Neanderthalers, wat suggereert dat er enige vermenging heeft plaatsgevonden tussen de twee soorten. Het eerste overtuigende bewijs dat mensen en Neanderthalers paren, kwam uit de analyse van een concept-Neanderthaler-genoom, dat grotendeels was verzameld uit overblijfselen die in Kroatië waren gevonden. Het genoom van de 40.000 jaar oude kaak uit Roemenië suggereert ook dat mensen zich hebben gekruist met Neanderthalers in Europa. Het kaakbeen werd gevonden tussen berenresten in een Roemeense grot genaamd Peștera cu Oase (wat ‘grot met botten’ betekent) die in 2002 door een groep speleologen werd ontdekt. “De enige toegang tot de grot is door te duiken door een ondergrondse rivier. Het DNA-bewijs bevestigt eerdere argumenten dat de kaak en de daaraan bevestigde tanden een mix van menselijke en Neanderthaler-kenmerken bezaten. Zijn verstandskiezen zijn bijvoorbeeld veel groter dan die van Homo sapiens. De gegevens van het kaakbeen impliceren dat de voortplanting plaatsvond in Europa, en niet alleen in het Midden-Oosten.
Als gevolg van deze ontmoetingen dragen moderne mensen van buiten Afrika sporen van Neanderthaler-DNA bij zich – ongeveer 1 à 2% van hun genomen. De twee populaties hebben elkaar mogelijk 50.000 tot 60.000 jaar geleden niet alleen in het Midden-Oosten ontmoet, maar ook in Europa toen mensen Afrika verlieten en de Neanderthalers tegenkwamen. In 2012 werd het DNA van nog een uitgestorven mensensoort in kaart gebracht: denisova. Deze mensensoort bleek nauw verwant met neanderthalers. Ook het denisova-DNA leeft nog voort in de moderne mens: in ieder geval bij Aboriginals in Australië en mensen in Nieuw-Guinea met tot wel 4-6% denisova DNA. Neanderthalers waren niet de enige oude groep die zich met mensen kruiste. Denisovans, een groep ontdekt uit overblijfselen in een grot in de buurt van het Altai-gebergte in Zuid-Siberië, hebben mogelijk ooit overal in Azië gewoond, waardoor ze daar ruimschoots de kans kregen om zich met mensen te kruisen. Neanderthalers en Denisovans – die beide op verschillende plaatsen in de Denisova-grot leefden – kruisten zich ook met elkaar, waarschijnlijk meer dan 50.000 jaar geleden in Azië. Wetenschappers weten weinig over deze ontmoeting, maar het kan zijn dat Denisovans hierdoor immuunsysteemgenen van Neanderthalers hebben gekregen. Het DNA uit een botrest van een kind gevonden in de Denisovagrot in Rusland onthulde dat Neanderthalers en Denisovamensen samen kinderen kregen. De denisovans zijn waarschijnlijk ongeveer gelijktijdig met de Neanderthalers uitgestorven. Er is geen bewijs dat de Denisovans in Nederland hebben gewoond. De overblijfselen van Denisovans zijn voornamelijk gevonden in Siberië en Zuidoost-Azië.
De toekomst zal ongetwijfeld veel nieuwe inzichten bieden. Genetische engineering is inmiddels toegankelijk geworden voor hobbyisten, met kits waarmee ze zelf genen kunnen aanpassen. Hoewel dit nog niet hetzelfde is als geavanceerd DNA-onderzoek en dit nog ver weg is van de werkelijkheid, toont de vooruitgang aan dat we in de toekomst mogelijk organisch materiaal kunnen gaan bestuderen. Hobby-geneticus kunnen Genetic Engineering Home Lab Kit experimenteerpakketten bestellen via platforms zoals The Odin. https://www.the-odin.com.