https://frosthead.com

Genetik omskriver historien om det tidlige Amerika - og måske feltet arkæologi

Historien om, hvordan Homo sapiens spredte sig fra Afrika til resten af ​​verden, er et sammenfiltret epos, fuld af falske starter og blindgange. Alligevel er puslingen intetsteds vanskeligere end i Amerika, to landmasser divideret fra resten af ​​verden med to store oceaner. Zoom imidlertid ud, og du vil se, at der kun er blevet pålagt isolering i de sidste 11.000 år; før da strakte en smal landbro kaldet Beringia sig mellem Sibirien og Alaska, hvilket gav en iskald motorvej for rejsende.

Relateret indhold

  • Mennesker kan have ankommet i Nordamerika 10.000 år tidligere end vi troede

Denne uge rapporterede forskere eksplosive nye fund om den genetiske historie om en af ​​de gamle rejsende: en spædbarnspige ved navn Xach'itee'aanenh T'eede Gaay af de lokale urbefolkninger, som boede for en kort tid for 11.500 år siden i en Alaskan samfund nu kaldet Upward Sun River. Spædbarnets genom har magten til at omskrive det, vi ved om den menneskelige rejse til Nordamerika - og peger på den større genetiske revolution, der omformer arkæologiområdet.

I årtier har arkæologer antaget, at mennesker kom ind i Amerika fra Asien ved hjælp af Beringia (den første mand, der antydede eksistensen af ​​en landbro var faktisk en spansk missionær fra 1500-tallet ved navn Fray Jose de Acosta). Men selv når flere besættelsessteder blev opdaget i Sibirien og Alaska, der pegede på menneskelig besættelse og bevægelsen fra vest til øst, forblev spørgsmål. Hvornår skete præcist migrationen, og hvordan skete den? I en bølge, eller mange?

I januar 2017 konkluderede forskere ved det canadiske museum for historie, at en hestekæben, der blev fundet i Bluefish Caves i Yukon, bar menneskelige markeringer for 24.000 år siden, hvilket betyder, at de tidlige amerikanere havde bosat sig her i 22.000 f.Kr. Det ville skubbe datoen for menneskelig besættelse i Nordamerika tilbage med 10.000 år. Men disse fund - som så mange på dette felt - viste sig at være kontroversielle og er ikke blevet universelt accepteret af arkæologisamfundet.

Den nye rapport om Xach'itee'aanenh T'eede Gaay komplicerer denne fortælling yderligere. Selvom hun muligvis er ”bare” 11.500 år gammel, leverer hun ikke-konvertible bevis for tidspunktet for menneskelig migration.

Inden for hendes genom er historien om en nyopdaget befolkning af tidlige amerikanere, hvis ultimative skæbne forbliver et mysterium, da deres gener ikke længere er synlige i moderne befolkninger. ”Denne person repræsenterer en tidligere ukendt befolkning, som også er den tidligst kendte befolkning af indianere, ” siger Eske Willerslev, en evolutionær genetiker og en af ​​forfatterne af den nye undersøgelse. ”Vi kan tage fat på grundlæggende spørgsmål, som når folk kom til Nordamerika, fordi denne befolkning er relateret til alle andre.”

Den opadgående Sun River-pige, begravet ved siden af ​​et endnu yngre spædbarn i en ceremoniel grav med rød oker på begge to, er et medlem af det, forskere kalder de antikke Beringians. Forud for sekventering af sit genom, havde forskere identificeret to hovedgrupper af indianere: Nordlige indfødte amerikanere og sydlige indfødte amerikanere, der splittede sig en gang efter indsejling på kontinentet. Dette spædbarn tilhører ingen af ​​disse to grupper. Det betyder, at et eller andet sted undervejs skal have fundet en anden splittelse sted for at skabe denne unikke gamle beringianske gruppe.

Ved hjælp af demografisk modellering konkluderede forskerne, at grundlæggende befolkning af indianere begyndte at splitte fra deres forfædre i Østasien for omkring 36.000 år siden. For 25.000 år siden havde de lavet en komplet splittelse. For 20.000 år siden var der sket en anden divergens, denne gang mellem de gamle beringe og resten af ​​indianere. Og inden for de næste 3.000 til 6.000 år delte indianerne sig yderligere op i nordlige og sydlige grupper.

Alt dette fra det gamle DNA fra et langdødt barn.

Medlemmer af arkeologifeltgruppen følger med, mens Fairbanks-professorer Ben Potter og Josh Reuther, University of Alaska, udgraver på stedet Upward Sun River. Medlemmer af arkeologifeltgruppen følger med, mens Fairbanks-professorer Ben Potter og Josh Reuther, University of Alaska, udgraver på stedet Upward Sun River. (høflighed Ben Potter)

”Nu har vi disse grænser for dannelsen af ​​indfødte amerikanere, ” siger Victor Moreno Mayar, en anden forfatter af papiret og genetikeren ved Center for GeoGenetics. ”Vi tror, ​​at forklaringen på dette mønster, det der kræver mindst bevægelse, var, at indianere var et sted i Beringia for 20.000 år siden. Det bedst understøttede arkæologiske sted i Alaska er kun 15.000 år gammelt, så vi skubber datoerne tilbage, og det vil være kontroversielt på grund af dette. ”

Forfatterne var godt opmærksomme på muligheden for kontrovers at gå ind i undersøgelsen. Til dette formål inkluderede de to forskellige modeller for at forklare, hvordan de gamle beringians blev. I en version splittede Beringianerne sig fra resten af ​​indianere, før de krydsede landbroen til Nordamerika, hvilket betyder flere migrationsbølger. I det andet rejste gruppen over Beringia som en gruppe, hvor de først splittede bagefter. Arkæolog Ben Potter, en af ​​forfatterne, favoriserer førstnævnte.

”Jeg har en tendens til at støtte det på den arkæologiske side, fordi det passer med det store flertal af arkæologiske beviser, vi har, ” siger Potter, der har arbejdet på stedet Upward Sun River siden 2006 og var den, der opdagede børnene i 2013. ” Det er ikke kun en mangel på steder [på Beringia og Nordamerika], det er også tilstedeværelsen af ​​et robust datasæt med websteder, der viser en klar udvidelse fra nordøstlige Asien til Aldan-regionen, i det nordøstlige Sibirien og derefter til sidst til Beringia på omkring 14.500 .”

Men hvordan kan to så forskellige videnskabelige fortolkninger sameksistere side om side? Velkommen til den rigtige kamp med historien om menneskets historie: spørgsmålet om hvis fakta kommer først, arkæologers eller genetikernes. Som Potter udtrykker det, giver genetik information om populationerne og deres opdeling, mens arkæologien peger på de fysiske placeringer af disse populationer, og hvordan de interagerede med deres miljø.

I dag finder forskere, at de er nødt til at indarbejde disse to dele af information på måder, der ikke altid synes at være enige.

”Vi skal huske, at det tidligste påvist spor af menneskelig aktivitet i det østlige Beringia stammer fra for ca. 14, 1 tusind år siden, hvilket gjorde stedet for floden Upward Sun River næsten 3.000 år for ung til at være repræsentativ for den oprindelige menneskelige kolonisering af den nye verden, ”Sagde arkæolog Brian T. Wygal fra Adelphi University via e-mail. ”Baseret udelukkende på de arkæologiske data var menneskelig variation i den sene Pleistocene allerede meget forskelligartet på tidspunktet for barnegravene Upward Sun River.”

Genetiker og arkæolog Dennis O'Rourke fra University of Kansas, hvis laboratorium sekventerede mitokondrielle DNA fra spædbørnene Upward Sun River for flere år siden, men ikke var involveret i denne undersøgelse, er enige om, at der er nogle voksende smerter i området, nu hvor arkæologien og genetik bliver mere blandet.

”Det er en vedvarende udfordring at finde ud af, hvordan man integrerer disse forskellige typer data og måder at nærme sig fortiden på, ” siger O'Rourke. "Der kan stilles spørgsmål [med dette dokument], hvor de arkæologiske og genetiske data muligvis peger på forskellige geografiske populationer, men jeg tror, ​​at de i sidste ende vil blive løst med mere arkæologiske og genomiske data fra forskellige geografiske regioner."

Dette er ikke første gang sådanne spørgsmål er rejst. Som den østasiatiske historiker Nicola Di Cosma skriver til Institute of Advanced Study, ”Tendensen til at forklare fordelingen af ​​gener i henhold til antagede adfærdsmønstre hos visse folk og samfund er ganske almindelig i gamle DNA-undersøgelser. I sidste ende går disse antagelser tilbage til historiske, antropologiske og arkæologiske modeller og sommetider ikke den bedste af dem. ”

Det fører til det andet problem med denne nye forskning: den er afhængig af en enkelt prøve. ”Vi kunne vide noget om omfanget af mangfoldighed i denne tidlige Beringianske befolkning med større sikkerhed, hvis vi havde flere genomer, ” siger O'Rourke.

Di Cosma er endnu mere sløv. ”Prøverne, hvorfra den gamle DNA-information er udvundet, er små: hvor relevante er de for befolkningsbevægelser over Eurasien over et par årtusinder?” Skriver han.

Men eldgamle rester er meget sjældne, og selv når de findes, er det fyldt med etiske komplikationer at bruge dem til videnskab. Den måske mest kendte er Kennewick Man, en 9.000 år gammel mand opdaget i Washington, der antændte en juridisk kamp mellem forskere og lokale oprindelige grupper, der ønskede at genoprette ham. Willerslev brugte i sidste ende DNA-prøver til at bevise den genetiske forbindelse mellem det gamle skelet og moderne indianere, hvilket gjorde det muligt for ham at blive returneret i henhold til Native American Graves Protection and Repatriation Act.

Potter og resten af ​​teamet arbejdede hårdt for at undgå fejlagtige fejl i deres analyse af Upward Sun River-børnene, samarbejdede med de lokale stammer, inden de foretog nogen test og forsøgte at besvare spørgsmål, de måske var interesseret i. Smithsonian.com rakte ud til Tanana Chiefs Conference, et konsortium bestående af 42 medlemsstammer i Alaska, der inkluderer regionen, hvor Upward Sun River ligger, men modtog ikke noget svar før offentliggørelsen.

Holdets analyse har allerede afsløret fascinerende indsigt. F.eks. Repræsenterer fund fra Upward Sun "det første bevis på menneskelig brug af laks i den nye verden, " siger Potter. ”Et af de elementer, vi kan udvikle gennem knoglerne, er, at vi ønsker at se på mors kost og potentielle ændringer gennem tiden, der måske kan lade os forstå, hvis folk lagrede laks om vinteren.”

I sidste ende vil den mest værdifulde viden fra denne og fremtidige opdagelser sandsynligvis være en kombination af genetik, artefakter og paleo-miljømæssige data, siger O'Rourke. Samlet set kunne videnskabens amalgam vise, hvordan mennesker skabte materiel kultur til at interagere med og overleve i deres miljø.

”Vi når altid lidt længere på et sted end et andet, ” siger O'Rourke. ”Det er udfordringen - hvordan man integrerer disse forskellige videnstrømme.”

Redaktørens note 5. januar 2018: Denne artikel er blevet opdateret for at tydeliggøre, hvordan det nye papir præsenterede forskellige modeller til oprindelsen af ​​de gamle beringians.

Genetik omskriver historien om det tidlige Amerika - og måske feltet arkæologi