Vad skiljer människor från apor, förutom en stor hjärna och stående vandring? I en ny studie fann forskare att människor har mycket färre DNA-mutationer än sina närmaste levande släktingar. Det visar sig att vår utveckling är ungefär en tredje långsammare. Den vetenskapliga publikationen "Wiedenskub" berättar om nya upptäckter som gjorts tack vare denna forskning.
Vad gör människor annorlunda än apor?
Du kanske har ställt den här frågan tidigare. Stor hjärna? Gå upprätt? Tummen upp?
Kanske. Men det ser ut som det finns mer. I en ny studie har danska forskare funnit att människor har mycket färre DNA-mutationer än våra närmaste levande släktingar, de stora aporna.
Det vill säga våra gener skiljer sig inte så mycket från våra föräldrar, som i stora apor.
”Ett mänskligt barn föds med färre mutationer än en schimpans. Vår utveckling är ungefär en tredje långsammare än för andra primater,”berättade Mikkel Heide Schierup, professor vid Center for Bioinformatics vid Aarhus universitet och medförfattare till den nya studien, till Wiedenskub.
Tillsammans med genetikern Christina Hvilsom från Köpenhamns zoo och Aarhus universitets bioinformatiker Søren Besenbacher jämförde han frekvensen av mänskliga mutationer med schimpanser, gorillaer och orangutanger.
Resultaten indikerar att den mänskliga mutationsgraden har sjunkit dramatiskt under de senaste miljoner åren. Studien publicerades nyligen i den vetenskapliga tidskriften Nature Ecology and Evolution.
Kampanjvideo:
Fler och fler mutationer inträffar över tiden
Mutationer inträffar när våra celler delar sig. Försök till exempel att titta närmare på dina händer.
Kanske finns det fler rynkor där än tidigare? Det borde vara. Dagliga aktiviteter och ultraviolett strålning från solen förstör hela tiden våra celler. Lyckligtvis regenererar celler på egen hand.
”I 99,9% av fallen återställs de utan fel. Men med tiden kommer fler och fler fel, även kallade mutationer, att dyka upp under återhämtningen, säger Mikkel Heide Schirup.
Mutationer visar hur vi utvecklades
När det gäller mutationer som inträffar i fostret i livmodern, talar vi om förändringar som inträffar under celldelningen och inte ärvs från modern eller fadern.
I det här fallet är det dock fel att kalla dem alla fel, säger Mikkel Heide Schirup. Mutationer kan vara fördelaktiga, skadliga eller irrelevanta.
”Många mutationer visas inte på något sätt, och det är de som vi använder för att bestämma tidens ursprungstid. De flesta av de skadliga mutationerna försvinner snabbt och ett litet antal gynnsamma sprider sig och ger arterna nya egenskaper, säger Mikkel Heide Schirup.
Mutationer kan berätta när en person dök upp
Enligt Mikkel Heide Schirup kan olika mutationsgrader användas för att bestämma när förfäderna till människor och stora apor delas och blev olika arter.
Om du tittar på frekvensen av mänskliga mutationer visar det sig att du måste gå ungefär 10 miljoner år tillbaka för att komma till den tid då vi gick med schimpanser.
"Men när du tänker på att mutationsgraden hos schimpanser är högre än vår, visar det sig att människor divergerade från schimpanser för cirka 6,6 miljoner år sedan, och det är mycket bättre i linje med de fossila fynd som vi har," säger Mikkel Heide Schirup.
Forskare kan räkna ut detta genom att leta efter mutationer i schimpansens genom och jämföra dem med antalet mutationer som de vidarebefordrar under en generation. Chimpansmutationsgraden överensstämmer med fossila fynd.
Under perioden 2001-2002 i Tchad-öknen i Afrika hittades till exempel flera fossiler av de tidiga stora aporna i Tchad Sahelanthropus (Sahelanthropus tchadensis), som anses vara den vanliga förfäder till människor och schimpanser. Sahelanthropus levde för sju miljoner år sedan.
Forskare: en mycket intressant studie
Evolutionsbiologen Morten Allentoft från Nationalmuseet för naturhistoria läste denna studie. Och han är inspirerad.
”Det här är en seriös studie med ett mycket intressant tillvägagångssätt. De beräknade det vanliga genomet för flera apfamiljer, vilket gav en imponerande mängd data, berättade han Wiedenskub.
”Under en tid var det förvirring kring den konstiga skillnaden mellan frekvensen av mutationer i mänskligt genom och fossilens ålder när det kom till vår evolutionära uppdelning med stora apor. Istället för att studera människor vände forskarna här problemet och studerade våra närmaste släktingar. Och nu hittar de data som bara stämmer överens med de fossila fynden."
"Därför är vi människor den konstigaste apa i detta sammanhang."
Forskare: något kunde ha hänt under utflykten från Afrika
Enligt Mikkel Heide Schirup är det svårt att förstå när en persons mutationsfrekvens började sjunka. Men han föreslår att detta hände relativt nyligen. Kanske bara för 200-300 tusen år sedan.
Morten Allentoft håller med Mikkel Heide Schirup om att det verkar som om mutationsgraden hos människor har minskat relativt nyligen. Och med "nyligen" menas en rad inom de senaste miljon åren.
”Det hände antagligen på den sista delen av grenen. Om detta hade hänt tidigare, skulle bilden inte vara förenlig med fossilernas ålder, eftersom vi skulle behöva separera tidigare än den period som några av fynden är daterade, och vi tror att det är våra gemensamma förfäder, säger han.
Det är okänt varför vi har färre mutationer
emellertid är det svårt att säga vad som kan vara orsaken till minskningen av mutationsgraden. Kanske är det en förändring i miljön och levnadsförhållandena, föreslår Morten Allentoft.
”Vi lämnade Afrika och tog över hela världen. Vi påverkades av alla slags miljöfaktorer som kanske inte påverkar andra stora apor. Ingen vet hur allt detta kan påverka mutationsgraden."
"Många saker kan göra en skillnad," säger Mikkel Heide Schirup. "Både miljömässiga och biologiska faktorer, till exempel det faktum att vi senare växer upp och får barn."
Mänsklig mutationsfrekvens studeras huvudsakligen hos européer
Nästa steg i studien kommer bland annat att undersöka mutationsgraden bland fler apor för att ge en mer exakt uppskattning. Dessutom kommer forskarna att inkludera en annan stor apa - bonobos - i sitt arbete.
Dessutom bör forskare testa mutationsgraden hos fler olika människor, säger Mikkel Heide Schirup.
"Tyvärr samlade vi information om frekvensen av mutationer främst om materialet i den europeiska befolkningen, så nu måste vi ta reda på om bilden kan vara annorlunda i andra delar av världen," säger Mikkel Heide Schirup.
Morten Allentoft håller med om att detta borde vara nästa steg.
”Det kommer att vara intressant att se om mutationsgraden är olika, till exempel bland ursprungsbefolkningen i Amazonas eller Afrika. Kanske kommer detta att ge oss information om var och när i vår utvecklingshistoria denna indikator minskade och om den hände efter utvandringen från Afrika."
Hittade fler mutationer än väntat
Den nya studien tittade på totalt tio apfamiljer av mor, far och ungar: sju schimpansfamiljer, två gorillafamiljer och en orangutansk familj.
Forskarna dokumenterade ett antal nya mutationer och fann genetiska varianter som bara fanns i barnet och inte hos föräldrarna.
Detta gjordes med en genomsekvenseringsteknik som användes för att bestämma DNA: n för en organisme.
I alla familjer fann forskarna fler mutationer hos unga än väntat baserat på uppgifterna om mutationer hos människor.
Forskare utnyttjade också material från tidigare studier som undersökte frekvensen av mutationer hos människor.
Asbjørn Mølgaard Sørensen