Dna-onderzoek moet eindelijk dé vraag beantwoorden: wanneer ontdekte de mens het vuur?

Het is een van de meest prangende vragen binnen de archeologie: wanneer is de mens begonnen met het gebruik van vuur? Ga er maar aan staan. We kunnen het onze prehistorische voorgangers niet meer vragen. Ook de overblijfselen van vuur in het verre verleden zijn nauwelijks terug te vinden. Daarom sloeg een samenwerkingsproject tussen de Universiteit Leiden en Wageningen University en Research (WUR) een nieuwe weg in: de onderzoekers doken in het dna van onze prehistorische voorgangers.

“In archeologenland is er ontzettend veel te doen over vuur”, vertelt archeoloog Wil Roebroeks (Universiteit Leiden) aan de telefoon. “Waarvoor werd het gebruikt? Wanneer begon de mens met het koken van voedsel? Vanaf wanneer verwarmden mensen hun woonomgeving met vuur? Doordat de vroege jagerverzamelaars zeer mobiel waren en dus weinig in hun vuurplaatsen investeerden, zijn de archeologische data verschrikkelijk incompleet.”

Over één ding zijn de meeste paleoantropologen het gelukkig wel eens: de mens gebruikt al minimaal 300.000 jaar vuur. Er bestaan echter ook aanwijzingen dat de mens al langer vuur gebruikt. De vraag is: hoeveel langer? Er zijn wetenschappers, zoals primatoloog Richard Wrangham, die stellen dat de mens al zeker twee miljoen jaar fikkie stookt.

Wild idee

Een paar jaar geleden deed zich het wilde idee voor om de handen ineen te slaan met een groep biologen en toxicologen van de Universiteit van Wageningen. Het idee was om in het dna van mensachtige fossielen op zoek te gaan naar genetische aanpassingen die kunnen duiden op een betere omgang met vuur. Vuur produceert immers rook, en die rook bevat giftige stoffen die ontgift moeten worden.

“Wanneer je wordt blootgesteld aan rook, dan vormt dat een risico voor de voortplanting”, vertelt moleculair bioloog Jac Aarts (Universiteit Leiden/WUR). “De kwaliteit van de zaad- en eicellen gaat achteruit. Als veelvuldige blootstelling aan rook dat effect heeft op de voortplanting, dan hebben genetische varianten die een betere ontgifting van die stoffen met zich meebrengen dus een evolutionair voordeel.” Omgedraaid zou hetzelfde kunnen gelden: waar een betere genetische omgang met rook is, is vuur.

In 2016 wendden de onderzoekers zich voor het eerst tot het dna van de neanderthaler en zijn neef: de denisovan. Van beide mensachtigen zijn in een Siberische grot tienduizenden jaren oude restanten dna teruggevonden, die door de lage temperatuur leesbaar zijn gebleven. Tot hun verbazing hadden neanderthalers meer genvarianten die leiden tot een betere aanleg voor het ontgiften van rook dan de moderne mens.

Rattencel

In datzelfde jaar publiceerde een Amerikaanse onderzoeksgroep een onderzoek waarin ze het neanderthaler-dna tot uiting brachten in een rattencel. Zij concludeerde dat de moderne mens juist beter is aangepast aan veelvuldige blootstelling aan rook dan zijn archaïsche achterneef. Sterker nog: de Amerikaanse onderzoeksgroep suggereerde dat het evolutionaire voordeel van de Homo sapiens in de omgang met vuur wellicht een rol speelde in het uitsterven van de neanderthalers.

Maar is een rattencel wel de beste context om onderzoek te doen naar prehistorisch menselijk dna? Nee, stellen de onderzoekers uit Leiden en Wageningen. “Als je een eiwit uit zijn context weghaalt en in een andere biologische context plaatst, is het maar de vraag of dat eiwit zich nog wel op dezelfde manier gedraagt”, aldus Aarts.

Dus plaatsten de Nederlandse onderzoekers het neanderthaler-dna in een kweek van menselijke cellen en voilà: de conclusie van de Amerikaanse onderzoeksgroep moest van tafel en de eerdere conclusie van de Nederlandse onderzoeksgroep bleef overeind. Niet de moderne mens, maar de neanderthaler bleek aan het langste eind te trekken, als het om ‘uitgerookt worden’ gaat.

Dus wat zegt dat over het gebruik van vuur? “Het toont in ieder geval aan dat het onwaarschijnlijk is dat de neanderthaler is uitgestorven door een gebrek aan genetische aanpassing aan het gebruik van vuur”, zegt Aarts. “Daarnaast laat het zien dat een biologisch relevante context essentieel is voor vervolgonderzoek. Neanderthaler-dna in rattencellen geeft een volledig vertekend beeld.”

Nog een uitdaging voor de genetische zoektocht naar het vuurgebruik van de mens: dat neanderthalers beter waren in het ontgiften van rook dan de moderne mens, wil nog niet meteen iets zeggen over hun vuurgebruik. “Onze studie uit 2016 liet zien dat ook chimpansees en gorilla’s zeer efficiënt kunnen ontgiften. Waarschijnlijk lift ons vermogen om rook te ontgiften mee op veel oudere aanpassingen in ons primatenverleden, die bijvoorbeeld met het ontgiften van toxische stoffen in planten van doen hebben”, zegt Roebroeks.

Maar als mensapen die geen vuur gebruiken, ook rook zouden kunnen ontgiften, is de genetische zoektocht naar ons vuurgebruik dan geen doodlopende weg? “Geenszins”, zegt Aarts. “Het blijft een feit dat het prehistorische dna ons kan vertellen dat neanderthalers en denisovans uitstekend toegerust waren voor het ontgiften van rook. Alleen hebben we via de vergelijking met chimpansees en gorilla’s niet kunnen aantonen dat dit vermogen het gevolg is van genetische selectie. Maar het prehistorische dna heeft nog lang niet al zijn informatie prijsgegeven en er zijn nog een hoop andere ‘genetische paden’ die we in kunnen slaan in deze zoektocht.”

Roebroeks: “Ons onderzoek heeft belangrijke nieuwe vragen opgeleverd, zoals waarom wij in de laatste 100.000 jaar slechtere ‘ontgifters’ zijn geworden.” Maar voor een compleet beeld zal toch ook archeologische onderbouwing geleverd moeten worden, meent Roebroeks. De zoektocht naar het vuurgebruik van de mens duurt dus nog wel even voort.