Lid worden

onderzoek
De evolutie van de mens staat nooit stil

30 oktober 2016

Zo’n 60.000 jaar geleden zwierven mensen vanuit Afrika over de aarde uit. Ze vestigden zich in bergen, op koude toendra’s en aan tropische kusten. Overal waar sindsdien mensen leven, zijn nieuwe DNA-varianten opgebloeid. Genetici hebben inmiddels tientallen mutaties gevonden die uniek zijn voor een bepaald volk of gebied. Het tijdschrift Science zette deze adaptieve mutaties onlangs op een rij.

Die mutaties zijn ooit toevallig ontstaan. Elke baby wordt geboren met dertig tot vijftig nieuwe mutaties. De meeste daarvan zijn onschuldige veranderingen van het DNA zonder grote gevolgen. Maar soms treft een mutatie een gen, en verandert daarmee de werking van een enzym of de activiteit van een gen.
Zo’n mutatie kan goed of slecht uitpakken. Goed of slecht betekent in dit geval dat de mutatie meer of minder kans geeft op nageslacht. Misschien geeft het gemuteerde gen meer resistentie tegen een ziekte, waardoor mensen langer overleven en meer kinderen kunnen krijgen.
Voordelige mutaties zullen door die grotere kinderrijkdom uiteindelijk omhoog borrelen in een populatie.

Grote opruiming
Een gen zal onder selectiedruk in de loop van generaties steeds talrijker worden in een populatie. Als na verloop van tijd nagenoeg alle oude versies van een gen verdwenen zijn ten gunste van een nieuwe versie, spreken genetici van een strong sweep: een grote opruiming.

Een voorbeeld van zo’n grote genopruiming zijn twee veranderingen in het FOXP2-gen die ervoor gezorgd hebben dat de productie van spraak heeft kunnen plaatsvinden. Deze opruiming is zo sterk geweest dat er bij mensen geen varianten meer zijn zonder deze mutaties. Terwijl bijvoorbeeld bij het FOXP2-gen van chimpansees deze mutaties niet voorkomt.

Maar het is duidelijk dat strong sweeps niet álle evolutionaire trends verklaren. Daarvoor zijn er te weinig grote genopruimingen, zijn ze te specifiek en te lokaal verspreid. Het zijn last-minute aanpassingen op een bestaand model. Grote ingrepen in maar een handvol genen.
Het grote probleem van strong sweeps dat zelfs extreem succesvolle mutaties zich relatief traag verspreiden. Een hypothetische supermutatie die 2 keer meer kans op nageslacht geeft die bij 10 procent van de bevolking voorkomt, zou na vijf generaties pas bij 40 procent voorkomen. De trage opmars blijkt ook uit de praktijk: tussen het ontstaan van lactosetolerantie (9.000 jaar geleden) en de wijde verspreiding van de mutatie (4.000 jaar geleden) zat 5.000 jaar.
Onder genetici leeft daarom al langer het idee dat de evolutie van de mens door méér wordt bepaald dan supermutaties. Ze zoeken naar de evolutionaire equivalent van een systeembrede update.

Minimutaties
Er zijn honderden minimutaties bekend die allemaal bij elkaar iemands lengte met hooguit centimeters beïnvloeden. Zulke eigenschappen worden polygenic genoemd: veelgenig.
Vorige week publiceerden genetici van de University of Stanford een artikel in Science waarin ze keken naar de evolutie van deze lengte-varianten. Ze telden verschuivingen van genen bij elkaar op en zagen dat in Noord-Europa genvarianten die mensen langer maken in opkomst zijn. Of, in andere woorden: Europeanen evolueren een langer postuur, doordat lange mensen gemiddeld meer kinderen grootbrengen dan korte. Het aandeel ‘lange genen’ stijgt daardoor.

De genetici signaleerden soortgelijke trends voor haarkleur, BMI bij mannen en heupomtrek bij vrouwen. Noord-Europeanen worden blanker en blonder. Europese mannen worden minder dik, terwijl vrouwen bredere heupen krijgen.

Het grote verschil tussen deze verschuivingen en strong sweeps, is dat het hier niet gaat om een kwestie van alles of niets. ‘Korte genen’ worden niet bijzonder streng afgestraft en ‘lange genen’ niet extreem beloond. Hier vindt geen massale opruiming plaats, maar een herverdeling van bestaande genetische variatie: een soft sweep.

Dit soort soft sweeps kunnen sneller tot verandering leiden dan strong sweeps. Niet élke genvariant hoeft tenslotte in álle individuen van een bevolking terecht te komen, zoals bij een klassieke strong sweep. Stanford-geneticus Jonathan Pritchard vermoedt dat morfologische veranderingen, dus veranderingen van vorm, goede voorbeelden zijn van snel evoluerende, veelgenige eigenschappen. Neem lengte. In Noord-Europa zijn mensen de afgelopen paar honderd jaar extreem veel langer geworden, met Nederlanders als kampioen.

Bijkomend voordeel is dat soft sweeps uit het recente verleden nog gedetecteerd kunnen worden. De Stanfordgenetici zagen de verschuivingen in lengte en huidskleur binnen de afgelopen 2.000 jaar terug, terwijl de gevolgen van strong sweeps pas na duizenden jaren zichtbaar zijn.
Veel kleine mutaties zorgen dus voor grote verschuivingen. Het is niet die ene superverandering die een gen radicaal verandert. Samen brengen die kleine genen de grootste veranderingen teweeg.


Dit artikel is een samenvatting van het artikel 'De evolutie van de mens staat nooit stil' op NRC.nl.
Bij het NRC-artikel kun je ook voorbeelden vinden van andere soft sweeps die per gebied of bevolkingsgroep hebben plaatsgevonden.