Hvad adskiller mennesker fra aber, foruden en stor hjerne og lodret vandring? I en ny undersøgelse fandt forskere, at mennesker har langt færre DNA-mutationer end deres nærmeste levende pårørende. Det viser sig, at vores udvikling handler om en tredje langsommere. Den videnskabelige publikation "Wiedenskub" fortæller om nye opdagelser, der er gjort takket være denne forskning.
Hvad gør mennesker anderledes end aber?
Du har muligvis stillet dette spørgsmål før. Stor hjerne? Gå oprejst? Tommel op?
Måske. Men det ser ud til, at der er mere. I en ny undersøgelse har danske forskere fundet, at mennesker har langt færre DNA-mutationer end vores nærmeste levende pårørende, de store aber.
Det vil sige, vores gener er ikke så forskellige fra vores forældre, som det er tilfældet i store aber.
”En menneskelig baby fødes med færre mutationer end en babychimpans. Vores udvikling er omkring en tredje langsommere end for andre primater,”fortæller Mikkel Heide Schierup, professor ved Center for Bioinformatik ved Aarhus Universitet og medforfatter til den nye undersøgelse, til Wiedenskub.
Sammen med genetikeren Christina Hvilsom fra Københavns Zoo og Aarhus Universitets bioinformatiker Søren Besenbacher sammenlignede han hyppigheden af menneskelige mutationer med dem i chimpanser, gorillaer og orangutanger.
Resultaterne indikerer, at den menneskelige mutationsrate er faldet dramatisk i løbet af de sidste millioner af år. Undersøgelsen blev for nylig offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature Ecology and Evolution.
Salgsfremmende video:
Flere og flere mutationer forekommer over tid
Mutationer sker, når vores celler deler sig. For eksempel, prøv at kigge tæt på dine hænder.
Måske er der flere rynker der end før? Det bør være. Daglige aktiviteter og ultraviolet stråling fra solen ødelægger konstant vores celler. Heldigvis regenererer cellerne alene.
”I 99,9% af tilfældene gendannes de uden fejl. Men med tiden vil flere og flere fejl, også kaldet mutationer, vises under bedring,”siger Mikkel Heide Schirup.
Mutationer viser, hvordan vi udviklede os
I tilfælde af mutationer, der forekommer i fosteret i livmoderen, taler vi om ændringer, der forekommer under celledeling og ikke arves fra mor eller far.
I dette tilfælde er det imidlertid forkert at kalde dem alle fejl, siger Mikkel Heide Schirup. Mutationer kan være gavnlige, skadelige eller irrelevante.
”Mange mutationer vises ikke på nogen måde, og det er de, vi bruger til at bestemme artenes oprindelsestid. De fleste af de skadelige mutationer forsvinder hurtigt, og et lille antal fordelagtige spreder sig og giver arten nye egenskaber,”siger Mikkel Heide Schirup.
Mutationer kan fortælle, hvornår en person dukkede op
Ifølge Mikkel Heide Schirup kan forskellige mutationshastigheder bruges til at bestemme, hvornår forfædrene til mennesker og store aber splittede og blev forskellige arter.
Hvis man ser på hyppigheden af menneskelige mutationer, viser det sig, at man skal gå omkring 10 millioner år tilbage for at komme til det tidspunkt, hvor vi skiltes med chimpanser.
”Men når man overvejer, at mutationsgraden hos chimpanser er højere end vores, viser det sig, at mennesker divergerede fra sjimpanser for ca. 6,6 millioner år siden, og dette er meget bedre i overensstemmelse med de fossile fund, vi har,” siger Mikkel Heide Schirup.
Forskere kan finde ud af dette ved at kigge efter mutationer i schimpansens genom og sammenligne dem med antallet af mutationer, de videregiver i en generation. Chimpansee-mutationsrater stemmer overens med fossile fund.
For eksempel blev der i perioden 2001 til 2002 i Tchad-ørkenen i Afrika fundet adskillige fossiler af de tidlige store aber af Chad Sahelanthropus (Sahelanthropus tchadensis), betragtet som en fælles stamfar for mennesker og chimpanser. Sahelanthropus levede for syv millioner år siden.
Forsker: en meget interessant undersøgelse
Evolutionærbiolog Morten Allentoft fra National Museum of Natural History læste denne undersøgelse. Og han er inspireret.
”Dette er en seriøs undersøgelse med en meget interessant tilgang. De beregnet det fælles genom fra flere aberfamilier, hvilket gav en imponerende mængde data,”fortalte han Wiedenskub.
”I nogen tid var der forvirring omkring det mærkelige uoverensstemmelse mellem mutationsfrekvensen i det menneskelige genom og fossilenes alder, når det kom til vores evolutionære opdeling med store aber. I stedet for at studere mennesker, vendte forskerne her problemet rundt og studerede vores nærmeste pårørende. Og nu finder de data, der bare stemmer overens med de fossile fund."
"Derfor er vi mennesker den underligste abe i denne sammenhæng."
Forskere: der kunne være sket noget under udvandringen fra Afrika
Ifølge Mikkel Heide Schirup er det vanskeligt at forstå, hvornår en persons mutationsfrekvens begyndte at falde. Men han antyder, at dette skete relativt for nylig. Måske kun for 200-300 tusinde år siden.
Morten Allentoft er enig med Mikkel Heide Schirup i, at det ser ud til, at mutationsgraden hos mennesker er faldet relativt for nylig. Og med "for nylig" menes en række inden for de sidste millioner år.
”Det skete sandsynligvis på den sidste del af grenen. Hvis dette var sket tidligere, ville billedet ikke være i overensstemmelse med fossilenes alder, fordi vi ville være nødt til at adskille tidligere end den periode, hvor nogle af fundene er dateret, og vi mener, at dette er vores fælles forfædre,”siger han.
Det er ukendt, hvorfor vi har færre mutationer
det er imidlertid vanskeligt at sige, hvad der kan være årsagen til faldet i mutationshastigheder. Måske er dette en ændring i miljøet og levevilkårene, foreslår Morten Allentoft.
”Vi forlod Afrika og overtog hele kloden. Vi blev påvirket af alle mulige miljøfaktorer, der muligvis ikke påvirker andre store aber. Ingen ved, hvordan alt dette kan påvirke mutationshastigheden."
”Masser af ting kan gøre en forskel,” siger Mikkel Heide Schirup. "Både miljømæssige og biologiske faktorer, såsom det faktum, at vi senere vokser op og får børn."
Human mutationsfrekvens studeres hovedsageligt hos europæere
Det næste trin i undersøgelsen vil blandt andet være at undersøge mutationsgraden blandt flere aber for at give et mere nøjagtigt skøn. Forskerne vil også medtage en anden stor aber - deres bonoboer - i deres arbejde.
Derudover bør forskere teste mutationsgraden hos flere forskellige mennesker, siger Mikkel Heide Schirup.
”Desværre har vi indsamlet oplysninger om hyppigheden af mutationer hovedsageligt om det europæiske befolknings materiale, så nu er vi nødt til at finde ud af, om billedet kan være anderledes i andre dele af verden,” siger Mikkel Heide Schirup.
Morten Allentoft er enig i, at dette skulle være det næste trin.
”Det vil være interessant at se, om mutationsgraden er forskellig, for eksempel blandt de oprindelige mennesker på Amazonas eller Afrika. Måske vil dette give os information om, hvor og hvornår i vores evolutionære historie denne indikator faldt, og om den skete efter udvandringen fra Afrika."
Fundet flere mutationer end forventet
Den nye undersøgelse så på i alt ti aberefamilier af mor, far og unger: syv chimpansefamilier, to gorillafamilier og en orangutangfamilie.
Forskerne dokumenterede en række nye mutationer og fandt genetiske varianter, der kun var til stede i barnet og ikke hos forældrene.
Dette blev udført ved hjælp af en genomsekventeringsteknik, der blev anvendt til at bestemme DNA for en organisme.
I alle familier fandt forskerne flere mutationer hos de unge end forventet baseret på dataene om mutationer hos mennesker.
Forskere trak også på materialer fra tidligere undersøgelser, der undersøgte hyppigheden af mutationer hos mennesker.
Asbjørn Mølgaard Sørensen
