Neanderthalers waren ochtendmensen, een nieuwigheid studie suggereert. En sommige mensen die vandaag de dag graag vroeg opstaan, zouden de genen kunnen erkennen die ze van hun Neanderthaler-voorouders hebben geërfd.

De nieuwe studie vergeleek DNA van levende mensen met genetisch materiaal afkomstig van Neanderthaler-fossielen. Het blijkt dat Neanderthalers enkele van dezelfde klokgerelateerde genetische varianten bij zich droegen als mensen die melden dat ze vroege vogels zijn.

Sinds de jaren negentig zijn onderzoeken naar het DNA van Neanderthalers aan het licht gekomen de met elkaar verweven geschiedenis van onze soort. Ongeveer 700.000 jaar geleden splitsten onze geslachten zich op, hoogstwaarschijnlijk in Afrika. Terwijl de voorouders van de moderne mens grotendeels in Afrika bleven, migreerde de Neanderthaler-afstamming naar Eurazië.

Ongeveer 400.000 jaar geleden splitste de bevolking zich in tweeën. De mensachtigen die zich naar het westen verspreidden, werden Neanderthalers. Hun neven in het oosten evolueerden tot een groep bekend als Denisovans.

De twee groepen leefden honderdduizenden jaren, jaagden op wild en verzamelden planten, voordat ze ongeveer 40.000 jaar geleden uit het fossielenbestand verdwenen. Tegen die tijd hadden de moderne mensen zich uit Afrika uitgebreid, soms gekruist met Neanderthalers en Denisovans.

En tegenwoordig zijn fragmenten van hun DNA te vinden in de meeste levende mensen.

Onderzoek dat de afgelopen jaren is uitgevoerd door John Capra, een geneticus aan de Universiteit van Californië, San Francisco, en andere wetenschappers suggereerde dat sommige van die genen een overlevingsvoordeel hadden. Immuungenen die bijvoorbeeld zijn geërfd van Neanderthalers en Denisovans, kunnen dat wel hebben beschermde hen van nieuwe ziekteverwekkers die ze in Afrika nog niet waren tegengekomen.

Dr. Capra en zijn collega’s waren geïntrigeerd toen ze ontdekten dat sommige genen van Neanderthalers en Denisovans, die in de loop van de generaties steeds vaker voorkwamen, verband hielden met slaap. Voor hun nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Genome Biology and Evolution, onderzochten ze hoe deze genen de dagelijkse ritmes van de uitgestorven mensachtigen zouden kunnen hebben beïnvloed.

In de cellen van elke diersoort reageren honderden eiwitten in de loop van de dag met elkaar, waarbij ze stijgen en dalen in een cyclus van 24 uur. Ze bepalen niet alleen wanneer we in slaap vallen en wakker worden, maar beïnvloeden ook onze eetlust en stofwisseling.

Om de circadiane ritmes van Neanderthalers en Denisovans te onderzoeken, keken Dr. Capra en zijn collega’s naar 246 genen die helpen de lichaamsklok onder controle te houden. Ze vergeleken de versies van de genen in de uitgestorven mensachtigen met die in moderne mensen.

De onderzoekers vonden meer dan 1.000 mutaties die alleen uniek waren voor levende mensen of voor Neanderthalers en Denisovans. Uit hun analyse bleek dat veel van deze mutaties waarschijnlijk belangrijke effecten hadden op de werking van de lichaamsklok. De onderzoekers voorspelden bijvoorbeeld dat sommige lichaamsklokeiwitten die overvloedig aanwezig zijn in onze cellen, veel schaarser waren in de cellen van Neanderthalers en Denisovans.

Vervolgens keken de wetenschappers naar het kleine aantal lichaamsklokvarianten dat sommige levende mensen hebben geërfd van Neanderthalers en Denisovans. Om te zien welke effecten deze varianten op mensen hadden, onderzochten ze de Britse biobankeen Britse database met de genomen van een half miljoen vrijwilligers.

Samen met hun DNA gaven de vrijwilligers antwoorden op een lange lijst met gezondheidsgerelateerde vragen, inclusief of dit het geval was vroege vogels of nachtbrakers. Tot Dr. Capra’s verbazing vergrootten bijna alle oude lichaamsklokvarianten de kans dat de vrijwilligers ochtendmensen waren.

“Dat was echt het meest opwindende second van het onderzoek, toen we dat zagen,” zei Dr. Capra.

Geografie zou kunnen verklaren waarom de oude mensachtigen vroege vogels waren. De vroege mens leefde in Afrika, redelijk dicht bij de evenaar, waar de duur van dagen en nachten in de loop van het jaar ongeveer hetzelfde blijft. Maar Neanderthalers en Denisovans trokken naar hogere breedtegraden, waar de dag langer werd in de zomer en korter in de winter. Gedurende honderdduizenden jaren hebben hun circadiane klokken zich mogelijk aangepast aan de nieuwe omgeving.

Toen de moderne mens zich uit Afrika uitbreidde, stond hij ook voor dezelfde uitdaging: zich aanpassen aan hogere breedtegraden. Nadat ze zich hadden gekruist met Neanderthalers en Denisovans, erfden sommige van hun nakomelingen lichaamsklokgenen die beter geschikt waren voor hun nieuwe thuis.

Al deze conclusies komen echter voort uit een database die beperkt is tot Britten. Dr. Capra begint te kijken andere databanken van vrijwilligers met andere voorouders. Als de verbanden standhouden, hoopt Dr. Capra dat oude lichaamsklokken inspiratie kunnen bieden voor ideeën over hoe we ons kunnen aanpassen aan de moderne wereld, waar circadiaanse ritmes worden verstoord door nachtdiensten en gloeiende smartphones. Deze verstoringen maken het niet alleen moeilijk om een ​​goede nachtrust te krijgen; ze kunnen ook verhogen het risico op kankerzwaarlijvigheid en tal van andere aandoeningen.

Michael Dannemann, een evolutionair geneticus aan de Universiteit van Tartu in Estland die niet betrokken was bij de nieuwe studie, zei dat een manier om de varianten van Dr. Capra te testen zou zijn door engineeren van verschillende menselijke cellen in het laboratorium, zodat hun genen meer leken op die van Neanderthalers en Denisovans. Vervolgens konden wetenschappers clusters van de cellen laten groeien en kijken hoe ze hun dagelijkse cycli doorlopen.

“Deze stap voorwaarts vergroot niet alleen onze kennis over hoe Neanderthaler DNA de hedendaagse mens beïnvloedt,” zei hij, “maar biedt ook een weg naar het uitbreiden van ons begrip van de Neanderthaler biologie zelf.”