En studie har kommit fram till att de tidigaste förfäderna till anatomiskt moderna människor ( Homo sapiens sapiens ) uppstod i ett sydafrikanskt "hemland" och blomstrade där i 70 tusen år.

Genombrottsfynden publiceras i den prestigefyllda tidskriften Natur i dag.

Författarna föreslår att förändringar i Afrikas klimat utlöste de första mänskliga utforskningarna, som initierade utvecklingen av människans genetiska, etnisk och kulturell mångfald.

Denna studie ger ett fönster in i de första 100 tusen åren av moderna människors historia. DNA som en tidskapsel.

"Det har varit klart under en tid att anatomiskt moderna människor dök upp i Afrika för ungefär 200 tusen år sedan. Vad som länge har diskuterats är den exakta platsen för denna uppkomst och efterföljande spridning av våra tidigaste förfäder, " säger studieledare professor Vanessa Hayes från Garvan Institute of Medical Research och University of Sydney, och extraordinär professor vid University of Pretoria.

"Mitokondrie-DNA fungerar som en tidskapsel för våra förfäders mödrar, ackumulerar förändringar långsamt över generationer. Jämför hela DNA-koden, eller mitogenom, från olika individer ger information om hur nära de är släkt."

I deras studie, Professor Hayes och hennes kollegor samlade blodprover för att upprätta en omfattande katalog över moderna människors tidigaste mitogenom från den så kallade "L0"-linjen. "Vårt arbete hade inte varit möjligt utan de generösa bidragen från lokala samhällen och studiedeltagare i Namibia och Sydafrika, vilket gjorde det möjligt för oss att upptäcka sällsynta och nya L0-undergrenar, " säger studieförfattaren och folkhälsoprofessor Riana Bornman från University of Pretoria.

"Vi slog samman 198 nya, sällsynta mitogenom till den nuvarande databasen över moderna människors tidigaste kända population, L0 härstamningen. Detta gjorde det möjligt för oss att förfina det evolutionära trädet av våra tidigaste förfäders grenar bättre än någonsin tidigare, " säger första författaren Dr. Eva Chan från Garvan Institute of Medical Research, som ledde de fylogenetiska analyserna.

Genom att kombinera L0-linjens tidslinje med den språkliga, kulturella och geografiska spridningar av olika underlinjer, studieförfattarna avslöjade att för 200 tusen år sedan, den första Homo sapiens sapiens moderns härstamning uppstod i ett "hemland" söder om regionen Greater Zambezi River Basin, som omfattar hela norra Botswana i Namibia i väster och Zimbabwe i öster.

Ett hemland perfekt för att livet ska frodas

Undersöker befintliga geologiska, arkeologiska och fossila bevis, geolog Dr. Andy Moore, från Rhodos universitet, avslöjade att hemlandet en gång hade Afrikas största sjösystem någonsin, Lake Makgadikgadi.

"Innan den moderna mänskliga uppkomsten, sjön hade börjat rinna av på grund av förskjutningar i underliggande tektoniska plattor. Detta skulle ha skapat, en stor våtmark, som är känt för att vara ett av de mest produktiva ekosystemen för att upprätthålla liv, säger Dr Moore.

Moderna människors första migrationer

Författarnas nya evolutionära tidslinjer tyder på att det antika våtmarksekosystemet gav en stabil ekologisk miljö för moderna människors första förfäder att frodas i 70 tusen år.

"Vi observerade betydande genetisk divergens i de moderna människornas tidigaste moderliga underlinjer, som indikerar att våra förfäder migrerade ut från hemlandet för mellan 130 och 110 tusen år sedan, " förklarar professor Hayes. "De första migranterna vågade sig nordost, följt av en andra våg av migranter som reste sydväst. En tredje befolkning stannade kvar i hemlandet fram till idag."

"I motsats till de nordostliga migranterna, de sydvästliga upptäcktsresande verkar blomstra, upplever en stadig befolkningstillväxt, " säger professor Hayes. Författarna spekulerar i att framgången med denna migration troligen var ett resultat av anpassning till marint födosök, vilket ytterligare stöds av omfattande arkeologiska bevis längs Afrikas södra spets.

Klimateffekter

För att undersöka vad som kan ha drivit dessa tidiga mänskliga migrationer, medförfattare professor Axel Timmermann, Direktör för IBS Center for Climate Physics vid Pusan ​​National University, analyserade simuleringar av klimatdatormodeller och geologiska data, som fångar södra Afrikas klimathistoria under de senaste 250 tusen åren.

"Våra simuleringar tyder på att den långsamma vinklingen av jordens axel förändrar sommarsolstrålningen på södra halvklotet, vilket leder till periodiska förändringar i nederbörd i södra Afrika, " säger professor Timmermann. "Dessa klimatförändringar skulle ha öppnat grönt, vegeterade korridorer, först för 130 tusen år sedan mot nordost, och sedan för cirka 110 tusen år sedan i sydväst, att låta våra tidigaste förfäder migrera bort från hemlandet för första gången."

"Dessa första migranter lämnade efter sig en befolkning i hemlandet, " anmärker professor Hayes. "Så småningom anpassa sig till de torkande länderna, moderns ättlingar till hemlandets befolkning kan hittas i den större Kalahari-regionen idag."

Denna studie kombinerade unikt genetikens discipliner, geologi och klimatfysik för att skriva om vår tidigaste mänskliga historia.