Multiregionale evolutie vs. Out of Africa

Het is die tijd van het semester-examentijd-en ik krijg veel vragen van mijn studenten via e-mail. Een van de meest voorkomende vragen is hoe je de multiregionale evolutiehypothese kunt onderscheiden van de Out of Africa-hypothese.

Daarom plaats ik een notendop-versie om te helpen bij het studeren.

Het probleem

Om te beginnen proberen beide hypothesen de evolutie van de huidige mens vanuit onze Pleistocene voorouders te verklaren. Het verschil tussen de hypothesen is in welke Pleistocene mensen onze voorouders waren, en welke niet.

Beide hypothesen moeten rekening houden met dezelfde basisreeks feiten:

• Mensen verlieten Afrika voor het eerst en vestigden populaties in andere delen van de wereld (eerst Zuid-Azië, China en Java, later Europa) tegen 1,8 miljoen jaar geleden.
• De huidige mens verschilt anatomisch en gedragsmatig sterk van de archaïsche mens (dat wil zeggen, de meeste mensen van vóór 40.000 jaar geleden) waar ook ter wereld. Recente mensen worden “moderne” mensen genoemd.
• De huidige menselijke populaties lijken genetisch zeer veel op elkaar.
• De huidige Afrikaanse populaties zijn genetisch meer divers dan populaties in andere delen van de wereld.
• De huidige mensen in Europa en Azië delen een paar kenmerken met de oude archaïsche mensen die vóór 40.000 jaar geleden op die plaatsen leefden.

Anthropologen beschouwen veel meer gedetailleerde bronnen van bewijs over de oorsprong van de mens, maar veel bronnen van bewijs vallen in een of meer van deze basiscategorieën. Deze combinatie van feiten is een beetje raadselachtig, en beide hypothesen verklaren ze een beetje anders.

Uit Afrika

Volgens de Out of Africa-hypothese verdeelden de eerste mensen die Afrika 1,8 miljoen jaar geleden verlieten zich tijdens het Pleistoceen in een aantal verschillende soorten. Soorten worden natuurlijk gedefinieerd door voortplantingsisolatie, dus de evolutie van deze verschillende soorten mensen was gescheiden. De fossiele archaïsche mensen die we overal in de Oude Wereld vinden, behoorden tot deze verschillende soorten, maar slechts één tak van deze oude stamboom kon aanleiding geven tot de huidige mensheid.

Deze tak was Afrikaans. De oorsprong van de moderne mens in Afrika verklaart waarom de Afrikanen van vandaag genetisch meer variabel zijn dan andere bevolkingsgroepen — zij waren de eerste menselijke bevolkingsgroep die zich uitbreidde, en andere bevolkingsgroepen (zoals die van Europa en Azië) werden later gesticht. De recente oorsprong verklaart waarom de huidige menselijke populaties genetisch gelijk zijn — zij hebben geen tijd gehad om veel te divergeren.

De gelijkenissen met archaïsche mensen in sommige moderne mensen worden verklaard als een resultaat van parallelle evolutie — dezelfde selectie op dezelfde plaats leidt tot gelijkaardige kenmerken — of als een resultaat van lichte genetische bijdragen van archaïsche mensen in de huidige populaties.

Multiregionale evolutie

Volgens de hypothese van de Multiregionale evolutie hebben de eerste mensen die Afrika 1,8 miljoen jaar geleden verlieten, zich nooit in verschillende soorten verdeeld. In plaats daarvan hebben deze populaties altijd genen met elkaar uitgewisseld via terugkerende genenstromen. Vandaag de dag maken wij deel uit van dezelfde soort, die in de loop der tijd sterk geëvolueerd is tot een heel andere morfologie en gedrag dan de eerste mensen.

De geringe genetische verschillen tussen menselijke populaties zijn een gevolg van een geschiedenis van genenstroom tussen oude populaties. Onze huidige morfologie en gedrag zijn sterk veranderd ten opzichte van de archaïsche mens als gevolg van natuurlijke selectie in een wereldwijde menselijke populatie. Gelijkenissen tussen archaïsche en moderne mensen in sommige delen van de wereld zijn het resultaat van voorouders.

De grotere genetische variatie binnen Afrika is een gevolg van een grotere Afrikaanse bevolkingsgrootte, een grotere ecologische diversiteit en lokale selectie, of beide. Deze factoren gaven Afrika een dominante rol in het voorgeslacht van de huidige menselijke bevolking.

UPDATE (2018-03-03): Deze post blijft veel bezoek krijgen van studenten over de hele wereld. Het werd voor het eerst geplaatst in 2005, en de wetenschap is sindsdien veel veranderd. We hebben nu oud DNA-bewijs van Neanderthalers, vroege moderne mensen in Europa, en een handvol oude monsters uit Afrika. Die hebben het beeld aanzienlijk veranderd ten opzichte van het begin van de eeuw. In de wetenschap van vandaag is het onderscheid “multiregionaal versus uit Afrika” niet echt geldig.

De moderne mens is ontstaan als een populatie in Afrika, met een aanzienlijke inbreng van diverse Afrikaanse populaties uit het Midden-Pleistoceen. Sommige wetenschappers beschrijven dat vroege evolutieproces als “multiregionale evolutie binnen Afrika”. Dat is geen onterechte beschrijving, hoewel de aanwezigheid van zeer primitieve hominepopulaties zoals H. naledi tijdens de oorsprong van de moderne mens het onduidelijk maakt hoeveel van Afrika werd bezet door moderne menselijke voorouders.

Vóór 100.000 jaar geleden waren er genetische uitwisselingen tussen Afrika en Eurazië, die sporen van introgressie achterlieten in de genomen van Neanderthalers.

De huidige moderne mensen van Eurazië ontlenen het grootste deel van hun voorgeslacht aan een gebottleneckte populatie die vóór 70.000 jaar geleden bestond. Deze populatie was in de laatste 150.000 jaar ontstaan uit Afrikaanse voorouders, maar waar zij gedurende de tijd van de bottleneck leefden is nog niet bekend. Toen zij zich over Azië verspreidden, vermengden de nakomelingen van deze knelpuntpopulatie zich met Neanderthalers en met een andere archaïsche menselijke populatie, de Denisovans. De moderne menselijke populaties die uiteindelijk in Azië, Australië, Amerika en Europa aankwamen, zouden allemaal een klein deel van de Neanderthalergenen dragen.

Sommige wetenschappers beschrijven het huidige beeld als een multiregionaal evolutiescenario, anderen beschrijven het als een out of Africa-scenario, en weer anderen beschrijven het als een mix of middenweg tussen de twee.

In beide gevallen laat het gedetailleerdere beeld dat we nu hebben zien dat de tegenstrijdigheden die de datasets van de jaren negentig opwerpen, wel degelijk kunnen worden opgelost in één enkel beeld van de oorsprong van de mens. De genetische variatie bij de mens is tegenwoordig gering, en die variatie is het grootst in Afrika en veel geringer in andere delen van de wereld. Dit toont aan dat de meeste moderne menselijke voorouders leefden in een kleine populatie binnen Afrika.

Tegelijkertijd vertonen moderne mensen uit andere delen van de wereld enige skeletovereenkomsten en een klein deel van de genetische overeenkomsten met vroegere archaïsche menselijke populaties uit die gebieden, waaronder de Neanderthalers. De huidige gegevens van oud DNA en de volledige genomen van levende mensen tonen aan dat al deze feiten deel uitmaken van één enkel beeld. Antropologen blijven werken aan het testen van hypotheses over hoe en waarom deze populaties zijn geëvolueerd.