850 000 år gammal tand visar vägen till vår förfader

Analyser av en urgammal tand har slutligen infogat en omstridd människoart i vårt släktträd. Resultatet ger ett nytt förslag till vem som var vår närmaste förfader – och avslöjar samtidigt varifrån vi får våra karaktäristiska ansiktsdrag.

Analyser av en urgammal tand har slutligen infogat en omstridd människoart i vårt släktträd. Resultatet ger ett nytt förslag till vem som var vår närmaste förfader – och avslöjar samtidigt varifrån vi får våra karaktäristiska ansiktsdrag.

Shutterstock

Vem är vår närmaste förfader?

Den frågan har delat upp paleontologer i två läger i årtionden. Det ena trodde att det är arten Homo heidelbergensis, som av vilken flera fynd har gjorts i både Europa och Afrika.

Det andra förespråkade att det är arten Homo antecessor, som vi fick kännedom om först 1994, då ett 78 000 år gammalt barnkranium dök upp i Atapuerca i norra Spanien.

Nu har en banbrytande undersökning av en 850 000 år gammal tand lett in forskarna på nya spår.

Två arter är kandidater

Människoarterna Homo antecessor och Homo heidelbergensis har delat upp paleontologerna i två grupper i jakten på vår närmaste förfader.

Genom att kartlägga proteiner i tanden har forskare från Köpenhamns universitet slutligen placerat in Homo antecessor på människosläktets släktträd.

Resultatet har uppnåtts med hjälp av en ny teknik, som har utvecklats av centrumen EvoGenomics og GeoGenetics.

I stället för att hämta genetisk information i fossil i form av dna kan tekniken få den av proteiner, som kan föra mycket längre bakåt i tiden.

Dna är bräckligt och bryts ned med tiden, så det finns i stort sett aldrig kvar användbart dna i fossil, som är mer än ett par hundratusen år gamla.

Proteiner, särskilt de som döljer sig i tandemalj, kan däremot bevaras i miljontals år.

Tanden er et fossil fra Homo antecessor.

Proteinanalyser av emaljen från den här tanden har till slut placerat Homo antecessor på släktträdet.

© Mathieu Duval et al.

Av bara 20 milligram emalj lyckades forskarna under ledning av Enrico Cappellini extrahera proteinsekvenser, som kunde berätta om Homo antecessors släktskap med senare människoarter.

Forskarna jämförde sekvenserna med motsvarande sekvenser från Homo sapiens, neandertalare och de så kallade denisovamänniskorna som levde i Sibirien samtidigt som neandertalarna befolkade Europa.

Resultatet visar att Homo antecessor hör hemma på den utvecklingsgren som vi delar med de två andra människoarterna, och det ger oss nya kunskap om när de speciella drag som kännetecknar vår egen art har uppkommit.

Bombardemang, kollisioner och kretslopp. Forskarna utsätter urgamla proteiner för ett flertal påfrestningar, och resultatet är en detaljerad mätning av proteinernas beståndsdelar, som kan ge information om vår förfader.

Evolution
© Oliver Larsen

1. Elektroner bombarderar urgamla proteiner

Forskarna utvinner proteinfragment från fossilens tandemalj med hjälp av syra och placerar dem därefter i en så kallad masspektrometer. Där bombarderas de med elektroner, så att de blir elektriskt laddade.

Evolution
© Oliver Larsen

2. Filter sorterar fragment efter storlek

Ett elektromagnetiskt filter ser till att bara en sorts fragment åt gången kan passera. Filtret sorterar genom att avböja partiklar som har fel förhållande mellan dess massa och elektriska laddning.

Evolution
© Oliver Larsen

3. Proteinfragment krockar med gas

De utvalda fragmenten leds i hög hastighet in i en kammare, där de kolliderar med gasmolekyler. Kollisionerna bryter ned fragmenten till ännu mindre fragment, som sedan förs vidare.

Evolution
© Oliver Larsen

4. Kretslopp avslöjar identitet

De små fragmenten skickas i kretslopp runt en elektrod. Ju tyngre fragmenten är i förhållande till deras egen elektriska laddning, desto längre från elektroden kommer de att kretsa. En mätning av kretsloppet avslöjar alltså vad fragmenten består av.

Våra ”moderna drag” är urgamla

Då de första fynden av Homo antecessor gjordes 1994, var det just dragen hos barnkraniet som forskarna fastnade vid.

Kraniet bar drag som liknar vår egen art överraskande mycket. Det gäller speciellt våra små och platta ansikten, med en del karaktäristiska fördjupningar under kindbenen.

Homo antecessor hade ett platt och relativt litet ansikte.

Homo antecessor, som levde för cirka 1,2 miljoner till 780 000 år sedan, hade drag som påminner om våra: Ett platt och relativt litet ansikte.

© Ritzau Scanpix

Samma drag finns hos våra egna kranier, men inte hos neandertalarna eller denisovamänniskorna.

Den nya proteinundersökningen konstaterar att Homo antecessor tillhör vår egen utvecklingsgren, så att vi med största sannolikhet har ärvt våra speciella ansiktsdrag från denna art.

Våra drag är därmed minst 850 000 år gamla.

Det betyder samtidigt att de uppstod innan vår utvecklingslinje skilde sig från neandertalarna och denisovamänniskorna. Våra drag är med andre ord äldre än de speciella drag vi känner igen från de andra båda arterna.

Proteiner i en tand har placeret Homo antecessor på menneskeslægtens stamtræ.

Både neandertalare och denisovamänniskor har kranier med ett mer framskjutande underansikte och kraftiga ögonbrynsbågar.

Det är drag som traditionellt har betraktat som mer ursprungliga eller "primitiva" än våra egna, men de visar sig nu alltså vara mer ”moderna”.

Det är för tidigt ännu att utnämna Homo antecessor till vår närmaste förfader, men vi vet att den förfader vi delar med neandertal- och denisovamännisan har varit en antecessorliknande art.

För att få en fullständig bild måste forskarna jämföra Homo antecessors proteiner med proteiner från Homo heidelbergensis, så att vi även kan placera in den arten på släktträdet.

Homo heidelbergensis levde för 700 000 till 300 000 år sedan.

Arten är därmed precis som Homo antecessor tillräckligt gammal för att ha gett upphov till både oss själv samt, neandertal- och denisovamänniskan, men det är också möjligt att Homo heidelbergensis ska placeras på släktträdet efter att vår egen art avskildes från de båda andra.

Eventuellt ska de europeiska fynden av Homo heidelbergensis betraktas som ”preneandertalare”, medan de afrikanska fynd som har tillskrivits arten, kanske hör hemma någon helt annanstans på släktträdet.

Proteiner bygger om släktträdet

Allt detta ska forskarnas nya proteinanalyser förhoppningsvis utreda under kommande år.

Metoden ska ge oss en mycket mer exakt överblick över vårt familjealbum och samtidigt ge oss möjlighet att följa vår släkt mycket längre tillbaka i tiden än vad dna-analyser kan erbjuda.