En ny tvärvetenskaplig studie publicerad i tidskriften Vetenskapens framsteg rapporter om 20 nyligen sekvenserade antika genom från Afrika söder om Sahara, inklusive de första genomen från Demokratiska republiken Kongo, Botswana, och Uganda. Studien dokumenterar samexistensen, rörelser, interaktioner och inblandning av olika mänskliga grupper under spridningen av livsmedelsproduktionen i Afrika söder om Sahara.

För att avslöja de befolkningsinteraktioner som gav upphov till Afrikas enorma språkliga, kulturell, och ekonomisk mångfald, ett tvärvetenskapligt team av forskare från Afrika, Europa, och Nordamerika tog prov på nyckelregioner där nuvarande modeller förutsäger ett arv av betydande befolkningsinteraktioner. Samarbetsstudien mellan forskare vid Max Planck Institute for Science of Human History (MPI-SHH), National Museums of Kenya och andra partners leddes av arkeogenetikern Ke Wang och arkeologen Steven Goldstein från MPI-SHH. Den kastar ljus över mönster av befolkningsförändringar när livsmedelsproduktionen spreds över hela Afrika söder om Sahara.

En komplex mosaik av interaktioner

Medan spridningen av livsmedelsproduktionen ledde till att lokala foderuppfödare gradvis ersattes i de flesta delar av världen, Livsvägar för att söka föda har fortsatt i flera regioner i det moderna Afrika bland befolkningar som San i söder, Hazda i öster och Mbuti i den centralafrikanska regnskogen. Dock, den aktuella studien visar att, tusentals år sedan, dessa gruppers förfäder bildade en gång en överlappande genetisk släkt som sträckte sig över stora delar av östra och södra Afrika.

"Begränsat genflöde mellan regionala grovfodergrupper i samtida östra, sydlig, och centrala Afrika, oavsett om det beror på klimat- och miljöfaktorer eller som ett resultat av inkapsling av livsmedelsproducerande grupper, har sannolikt bidragit väsentligt till den rumsliga genetiska strukturen vi kan se över hela kontinenten idag, säger Ke Wang.

"Vi är fortfarande i en punkt där vi lär oss mycket av varje individ, Steven Goldstein tillägger, "samspelet mellan jägare-samlare, pastoralister, och bönder var mer komplexa även in i de senaste århundradena än vi tidigare förstått."

För att bättre förstå dessa interaktioner och deras inverkan på försörjningsstrategier, forskarna fokuserade sina undersökningar på nyckelgrupper och regioner som tidigare identifierats som betydande bidragande orsaker till förändringar i livsmedelsproduktionen:östra och södra grovfodergrupper, östra afrikanska pastorala neolitiska och järnåldersgrupper, och järnåldersgrupper relaterade till dagens bantutalare.

Blandning och migration under pastoralneolitikum

Genomisk analys av de sex individerna här rapporterade från Kenyas pastorala neolitiska period (mellan 4, 500 och 1, 200 år sedan) avslöjade större förfäders komplexitet än tidigare rapporterade individer från samma region, stödjer tidigare studier som har föreslagit att tidiga herdar migrerade söderut längs flera samtidiga men geografiskt distinkta vägar.

"I ett sådant scenario, " Dr. Emmanuel Ndiema från National Museums of Kenya förklarar, "en enda basbefolkning i norra Afrika kan ha förgrenat sig till många när vissa vallningsgrupper flyttade längs Nilkorridoren, några genom södra Etiopien, och möjligen några genom östra Uganda."

Längs vägen, migrerande pastoralister skulle ha stött på olika populationer och bildat olika relationer mellan samhällen, vilket slutligen resulterar i varierande integration av olika anor. Denna modell kan förklara varför arkeologer observerar skarpa skillnader i materiell kultur, bosättningsstrategier och begravningstraditioner mellan pastorala neolitiska befolkningar vars anor i själva verket är nära besläktade.

Järnåldern och Bantuexpansionen

Några av de mest spännande fynden kommer från platsen för Kakapel Rockshelter i västra Kenya, där National Museums of Kenya och MPI-SHH har gått samman för att undersöka tidigt jordbruk i regionen.

Vid Kakapel, två individer daterade till ungefär 300 och 900 år sedan visar betydande ökningar i anor relaterade till människor som talar nilotiska språk idag, som Dinka från Sydsudan, jämfört med tidigare publicerade genom från Central Rift Valley. Detta tyder på att genetisk omsättning måste ha varit regionspecifik och kunde ha involverat flera divergerande migrationer. Genomisk analys avslöjade att den 900-åriga individen hade nära affinitet med Dinka-populationer, men visade också inflytande från västeurasiska eller nordafrikanska grupper, vilket tyder på att befolkningen som denna individ representerar bildades mellan Pastoral Neolithic-relaterade herdar och inkommande Nilotic (Nile Valley) agropastoralister – inte från en större migration av grupper med västafrikanska anor.

Liknande bevis har upptäckts från Botswana, där analys upptäckte det första arkeogenetiska stödet för hypoteserna att herdar från östra Afrika spred sig till södra Afrika före ankomsten av bantutalande bönder. Trots att de ställt frågor om enhetligheten i Bantuexpansionen, den aktuella studien dokumenterar ankomsten av människor med banturelaterade härkomster till Botswana under det första årtusendet e.Kr. och deras efterföljande blandning med östafrikanska pastoralister och södra afrikanska foderälskarpopulationer.

"Vi identifierade banturelaterade härkomster i Uganda, västra Kongo, Tanzania och Kenya, vilket är i överensstämmelse med den väldokumenterade genetiska homogeniseringen orsakad av Bantuexpansionen, " säger Stephan Schiffels från MPI-SHH, "men vi ser också mycket varierande mönster av bantublandning med regionala foder- och pastoralistpopulationer i södra Afrika."

"Medan supraregionala studier kan hjälpa till att avslöja befolkningsinteraktioner på kontinental skala, " säger Schiffels, "vi vill betona vikten av regionalt fokuserade studier för att bättre förstå lokala mönster av kultur- och befolkningsförändringar i framtiden."