För omkring 300 000 år sedan uppstod Homo sapiens på den afrikanska kontinenten. Det blev början på en utveckling präglad av både anpassning och spridning, inte minst vid övergången till jordbrukssamhället.

Människans gener bär fortfarande spår av dessa förändringar, vilket gör det särskilt intressant att studera förhistoriskt DNA för att förstå den mänskliga evolutionen.

Under flera år har evolutionsbiologen Carina Schlebusch vid Uppsala universitet kartlagt hur jordbruket och boskapsskötseln spreds över Afrika. Genetiska data visar att det sällan bara var idéer som spreds. Människor flyttade faktiskt och tog med sig sina levnadssätt.

– När klimatet blev varmare började människor odla och hålla djur. Det förändrade allt, hur de levde, hur samhällen organiserades och till och med deras biologi, säger hon.

Hälsa och kost i fokus

Det förlängda anslaget som Wallenberg Academy Fellow gör det möjligt för Schlebusch att fördjupa forskningen.

– Nu letar vi efter konkreta spår av vad som hände när människan anpassade sig till en ny livsstil. Det är samma material, men nya frågor.

Förutom mänskligt DNA analyseras stabila isotoper för att förstå dieten, metagenom för att kartlägga mikrober och patogener samt proteiner i tandsten som avslöjar vilka livsmedel människor åt.

– Isotoperna visar till exempel om kosten var rik på kött eller växter, och om grödorna var vilda eller odlade. Genom att jämföra olika tidsperioder kan vi se när kosten förändrades och hur kroppen anpassade sig.

Schlebusch nämner mjölktolerans som ett klassiskt exempel på genetisk anpassning.

– I Europa såg vi att genen för laktostolerans blev vanligare mycket senare än man trott, troligen under press i samband med torka och hungersnöd. Det blir spännande att se hur det ser ut i Afrika.

Förhistoriska farsoter

En del av forskningen handlar om hur nya sjukdomsframkallande organismer uppstod. Eftersom människor och djur i Afrika levt nära varandra under lång tid och i varierande klimat kan DNA-analyser avslöja hur epidemier formades och hur de påverkade samhällen.

– Vi kan jämföra genetiskt material från tiden före och efter en epidemi och se om vissa genvarianter blev vanligare. Forskningen kan visa hur människor faktiskt anpassade sig till sjukdomar.

Ett tidigare genombrott kom med studien av en sjuårig pojke som levde för cirka två tusen år sedan vid Ballito Bay i dagens Sydafrika. Analysen visade att han tillhörde en jägare-samlarbefolkning och led av en infektion orsakad av bakterien Rickettsia felis vid tiden för sin död. Tidigare trodde man att bakterien dök upp först i modern tid och var knuten till husdjur, men studien visade att den fanns långt innan människor började med djurhållning.

Det handlar inte om att återuppväcka det förflutna, utan om att förstå hur människor klarade sig genom förändring. De spåren finns fortfarande i oss.

– Den här pojken levde ett kort liv, drabbades av en plågsam sjukdom och glömdes bort i nästan två tusen år. Genom modern DNA-forskning kan vi berätta hans historia. Hans liv har fått en vidare mening genom att det bevarade genmaterialet nu används i många olika studier.

Värme och fukt hot mot DNA

En utmaning är att utvinna välbevarat DNA, eftersom klimat och jordmån påverkar nedbrytningen.

– Värme, fukt och sura jordar är förödande, medan kalkrika jordar och grottor bevarar materialet bättre. Därför hittar vi oftast de bästa proverna i södra och östra Afrika.

Samtidigt går teknikutvecklingen snabbt. Carina Schlebusch nämner nya sätt att borra ut prover utan att värmen förstör DNA och framtida möjligheter att sekvensera även gammalt RNA.

– Det skulle öppna för att studera virus på ett helt nytt sätt.

Forskningen är tvärvetenskaplig och bygger på samarbeten med universitet och museer i flera länder, bland annat i Sydafrika, Zimbabwe, Zambia, Kenya, Demokratiska republiken Kongo och på Madagaskar. Schlebusch reser ofta för att möta kollegor och samarbetspartners.

De vetenskapliga resultaten delas också med lokala institutioner och med de privatpersoner som deltagit i tidigare studier. I benrester och tänder finns gömda berättelser som nu kan väckas till liv med modern teknik, vilket betyder mycket i samhällen där en nedtecknad historia ofta saknas.

Redan som barn i Sydafrika väcktes Carina Schlebuschs intresse för sambandet mellan biologi och historia.

– Jag ville bli arkeolog, men blev sedan mer intresserad av biologi. När jag upptäckte att man kunde studera mänsklighetens historia genom genetik föll allt på plats.

Målet är nu att förstå hur övergången till jordbruket påverkade människors hälsa och kost och hur människan anpassade sig genetiskt till den nya livsstilen. Schlebusch ser paralleller till vår egen tid.

– När nutida jägare-samlare flyttar in till städer får de ofta hälsoproblem som fetma och hjärt-kärlsjukdomar. Våra kroppar är anpassade till knapphet, inte till överflöd. Genom att förstå hur våra förfäder hanterade förändringar kan vi bättre förstå våra egna utmaningar.

Text Nils Johan Tjärnlund
Bild Magnus Bergström