Genetisk information från en 800, 000 år gammalt mänskligt fossil har hämtats för första gången. Resultaten från Köpenhamns universitet kastar ljus över en av förgreningspunkterna i det mänskliga släktträdet, nå mycket längre tillbaka i tiden än vad som tidigare varit möjligt.

Ett viktigt framsteg i mänskliga evolutionsstudier har uppnåtts efter att forskare hämtat den äldsta mänskliga genetiska datamängden från 800, 000 år gammal tand som tillhör homininarten Homo antecessor.

Resultaten av forskare från Köpenhamns universitet (Danmark), i samarbete med kollegor från CENIEH (National Research Center on Human Evolution) i Burgos, Spanien, och andra institutioner, publiceras 1 april i Natur .

"Forntida proteinanalys ger bevis för ett nära förhållande mellan Homo företrädare, oss (Homo sapiens), Neandertalare, och Denisovaner. Våra resultat stödjer idén att Homo antecessor var en systergrupp till gruppen som innehöll Homo sapiens, Neandertalare, och Denisovans, säger Frido Welker, Postdoktor vid Globe Institute, Köpenhamns universitet, och första författare på tidningen.

Rekonstruera det mänskliga släktträdet

Genom att använda en teknik som kallas masspektrometri, forskare sekvenserade gamla proteiner från tandemalj, och bestämde säkert positionen för Homo företrädare i det mänskliga släktträdet.

Den nya molekylära metoden, paleoproteomik, utvecklad av forskare vid fakulteten för hälso- och medicinvetenskap, Köpenhamns universitet, gör det möjligt för forskare att hämta molekylära bevis för att korrekt rekonstruera mänsklig evolution från längre tillbaka i tiden än någonsin tidigare.

Människans och schimpansernas linjer splittrades från varandra för cirka 9-7 miljoner år sedan. Forskare har obevekligt strävat efter att bättre förstå de evolutionära relationerna mellan vår art och de andra, alla nu utdöda, i den mänskliga släkten.

"Mycket av det vi vet hittills är baserat antingen på resultaten av forntida DNA-analyser, eller på observationer av fossilers form och fysiska struktur. På grund av den kemiska nedbrytningen av DNA över tid, det äldsta mänskliga DNA som hittats hittills är daterat till högst cirka 400 000 år, " säger Enrico Cappellini, Docent vid Globe Institute, Köpenhamns universitet, och ledande författare på tidningen.

"Nu, analys av antika proteiner med masspektrometri, ett tillvägagångssätt allmänt känt som paleoproteomics, låt oss övervinna dessa gränser, " han lägger till.

Teorier om mänsklig evolution

Fossilerna som analyserades av forskarna hittades av paleoantropologen José María Bermúdez de Castro och hans team 1994 på stratigrafisk nivå TD6 från grottplatsen Gran Dolina, en av de arkeologiska och paleontologiska platserna i Sierra de Atapuerca, Spanien.

Inledande observationer fick forskare att dra slutsatsen att Homo antecessor var den sista gemensamma förfadern till moderna människor och neandertalare, en slutsats baserad på fossilernas fysiska form och utseende. Under de följande åren, det exakta förhållandet mellan Homo företrädare och andra mänskliga grupper, som vi själva och neandertalarna, har diskuterats intensivt bland antropologer.

Även om hypotesen att Homo antecessor skulle kunna vara den gemensamma förfadern till neandertalarna och moderna människor är mycket svår att passa in i det evolutionära scenariot för släktet Homo, nya rön i TD6 och efterföljande studier avslöjade flera egenskaper som delas av den mänskliga arten som finns i Atapuerca och neandertalarna. Dessutom, nya studier bekräftade att ansiktsdragen hos Homo antecessor är mycket lika de hos Homo sapiens och mycket olika de hos neandertalarna och deras nyare förfäder.

"Jag är glad att proteinstudien ger bevis för att Homo-föregångaren kan vara nära besläktad med den sista gemensamma förfadern till Homo sapiens, Neandertalare, och Denisovaner. De egenskaper som Homo företrädare delade med dessa homininer dök tydligt upp mycket tidigare än tidigare trott. Homo antecessor skulle därför vara en basal art av den framväxande mänskligheten bildad av neandertalare, Denisovaner, och moderna människor, " tillägger José María Bermúdez de Castro, vetenskaplig meddirektör för utgrävningarna i Atapuerca och medförfattare på tidningen.

Findings like these are made possible through an extensive collaboration between different research fields:from paleoanthropology to biochemistry, proteomics and population genomics.

Retrieval of ancient genetic material from the rarest fossil specimens requires top quality expertise and equipment. This is the reason behind the now 10-years-long strategic collaboration between Enrico Cappellini and Jesper Velgaard Olsen, Professor at the Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, University of Copenhagen and co-author on the paper.

"This study is an exciting milestone in palaeoproteomics. Using state-of-the-art mass spectrometry, we determined the sequence of amino acids within protein remains from Homo antecessor dental enamel. We could then compare the ancient protein sequences to those of other hominins, till exempel, Neanderthals and Homo sapiens, to determine how they are genetically related, " says Jesper Velgaard Olsen.

"I really look forward to seeing what palaeoproteomics will reveal in the future, " concludes Enrico Cappellini.