Hai trăm ngàn năm trước, tổ tiên được chia sẻ sớm nhất của mỗi con người sống trên Trái đất đã đặt chân lên một ốc đảo xanh tươi ở giữa sa mạc Kalahari của châu Phi.
Ở đây, trong một bản vá của các hồ, rừng và đồng cỏ đã tuyệt chủng được gọi là Makgadikgadi paleowetland, những người bà và người cha vĩ đại nhất của chúng ta đã săn lùng, tập hợp và nuôi nấng gia đình trong hàng chục ngàn năm. Cuối cùng, khi khí hậu Trái đất thay đổi, lượng mưa thay đổi đã mở ra những con đường mới màu mỡ xuyên qua sa mạc. Lần đầu tiên, những người họ hàng xa của chúng ta có cơ hội khám phá những điều chưa biết, đặt đằng sau họ cái mà một nhóm các nhà nghiên cứu bây giờ gọi là "quê hương tổ tiên của tất cả con người còn sống ngày nay".
Dù sao đó cũng là câu chuyện được kể bởi một bài báo mới được xuất bản hôm nay (18/10) trên tạp chí Nature.
Bằng cách nghiên cứu bộ gen của hơn 1.200 người châu Phi bản địa sống ở phần phía nam của lục địa ngày nay, nhóm nghiên cứu đã cùng nhau tìm hiểu về lịch sử của một trong những dòng dõi DNA lâu đời nhất trên Trái đất: một bộ gen có tên L0, được truyền qua mẹ qua ty thể và đã tồn tại không thay đổi đáng kể trong một số quần thể trong hàng trăm ngàn năm. Bằng cách theo dõi nơi và khi dòng L0 lần đầu tiên phân chia thành các dòng con hơi khác nhau vẫn thấy trong một số dân cư châu Phi bản địa ngày nay, các nhà nghiên cứu tin rằng họ đã xác định chính xác nơi những người mang L0 đầu tiên sống và phát triển trong hàng ngàn năm.
"Chúng ta đã biết từ lâu rằng con người có nguồn gốc từ Châu Phi và khoảng 200.000 năm trước", tác giả nghiên cứu Vanessa Hayes, nhà di truyền học tại Viện Nghiên cứu Y khoa Garvan và Đại học Sydney, cả hai ở Úc, cho biết trong một cuộc họp báo. "Nhưng những gì chúng tôi đã không biết cho đến khi nghiên cứu này là ở đâu, chính xác là quê hương này."
Điều đó "chính xác" có một số nhà nghiên cứu khác hoài nghi. Chris Stringer, một chuyên gia về nguồn gốc con người tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên ở London, nói với Live Science rằng ông "thận trọng" về việc sử dụng các bản phân phối di truyền hiện đại để suy ra nơi dân cư cổ đại sống cách đây 150.000 năm - đặc biệt là ở một lục địa rộng lớn như Châu Phi. (Các nghiên cứu tương tự đã lần theo dấu vết của quần thể người sớm nhất đến các vùng khác nhau ở phía đông, tây và nam châu Phi.)
Hơn nữa, ông nói thêm, bởi vì nghiên cứu hiện tại chỉ theo một chuỗi mã di truyền của người mẹ, những phát hiện của nó có thể không ghi lại được bức tranh đầy đủ về chuyến đi sớm nhất của loài người qua châu Phi. Thay vào đó, bằng chứng tốt nhất cho thấy rằng nhiều quần thể người sáng lập khác nhau về mặt di truyền có thể đã sống ở khắp các khu vực khác nhau của lục địa, mang lại cho con người hiện đại không chỉ một mà là một số quê hương.
"Giống như rất nhiều nghiên cứu tập trung vào một phần nhỏ của bộ gen, hoặc một khu vực, hoặc một ngành công cụ bằng đá, hoặc một hóa thạch 'quan trọng', nó không thể nắm bắt được toàn bộ sự phức tạp của nguồn gốc khảm của chúng tôi," Stringer nói.
Săn đêm giao thừa
Dòng dõi L0 là một chuỗi DNA được mã hóa chỉ trong ty thể, một cấu trúc nhỏ trong các tế bào của bạn biến thức ăn thành năng lượng của tế bào.
DNA ti thể chỉ chiếm một phần trong bộ gen của bạn, với phần lớn DNA của bạn bị khóa trong nhân tế bào. Tuy nhiên, trong khi DNA hạt nhân được thừa hưởng từ cả cha mẹ và tái tổ hợp với mọi thế hệ, DNA ty thể chỉ được thừa hưởng từ mẹ của bạn và có thể không thay đổi trong hàng chục ngàn năm. Do đó, DNA ty thể (còn được gọi là "ty thể") là một công cụ chính để theo dõi lịch sử di truyền.
L0 đặc biệt quan trọng trong vấn đề đó, vì tất cả những người còn sống được cho là đi xuống từ dòng họ của họ từ người phụ nữ đầu tiên thực hiện trình tự, một người phụ nữ giả định được gọi là "đêm ty thể". Ngày nay, dòng dõi L0 được tìm thấy phổ biến nhất ở người Khoisan, hai nhóm bản địa sống ở miền nam châu Phi. Vô số các nhóm người châu Phi bản địa khác mang DNA ty thể xuất phát từ dòng dõi này, nhưng với các biến thể tinh tế. Bằng cách so sánh các biến thể từ nhóm này sang nhóm khác, các nhà di truyền học có thể ghép lại một mốc thời gian chung khi các dòng di truyền cổ đại này chuyển hướng.
Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã giải trình tự khoảng 200 L0 mitogenome ở người bản địa sống quanh miền nam châu Phi. Khi được so sánh với cơ sở dữ liệu gồm hơn 1.000 trình tự L0 hiện có, bộ dữ liệu đã tạo ra một trong những ảnh chụp nhanh toàn diện nhất từng được thực hiện về cách dòng dõi cổ xưa và các nhánh gần nhất của nó được phân tán xung quanh miền nam châu Phi ngày nay. Dữ liệu phân phối này cho phép nhóm nghiên cứu ước tính con cháu của đêm ty thể ở đâu và khi nào tách thành các nhóm riêng biệt về mặt di truyền.
"Sử dụng điều đó, chúng tôi có thể xác định chính xác những gì chúng tôi tin là quê hương của con người chúng tôi," Hayes nói.
quê hương này, các nhà nghiên cứu đề nghị, là Makgadikgadi, một vùng đất ngập nước rộng lớn số 46.000 dặm vuông (120.000 km vuông) trong khu vực, hoặc xấp xỉ gấp đôi diện tích của hồ Victoria, hồ lớn nhất của châu Phi ngày nay. Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng đêm giao thừa và con cháu của bà sống ở khu vực này trong khoảng 30.000 năm (từ 200.000 đến 170.000 năm trước) trước khi dòng dõi L0 tách thành nhóm nhỏ đầu tiên.
"Điều này cho chúng ta biết rằng những người đầu tiên này phải ở lại trong vùng quê hương và không rời đi" trong thời gian đó, Hayes nói.
Con đường xanh
Vì vậy, tại sao tổ tiên xa xưa của chúng ta cuối cùng đã rời bỏ quê hương, thay đổi số phận di truyền của họ trong quá trình này? Theo các tác giả nghiên cứu, nó có thể là một vấn đề của biến đổi khí hậu.
Sử dụng mô hình khí hậu và các mẫu trầm tích từ khu vực, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng, từ khoảng 130.000 đến 110.000 năm trước, việc thay đổi mô hình mưa đã mở ra một số "hành lang xanh" của vùng đất có thể ở sa mạc xung quanh Makgadikgadi. Các hành lang ở phía tây bắc và đông nam của vùng đất ngập nước có thể thu hút người di cư theo những hướng đó, dẫn họ tới các khu vực nơi các nhóm bản địa khác nhau vẫn sống ngày nay, các nhà nghiên cứu viết. Phong trào này có thể giải thích thỏa đáng sự phân bố của các nhóm nhỏ L0 trên khắp miền nam châu Phi.
Tuy nhiên, điều không giải thích được là nửa kia của dòng di truyền của chúng ta (nửa nam). Theo Stringer, không có nhiều bằng chứng cho thấy tổ tiên nam sớm nhất của chúng ta đã đi trên một con đường giống như mô tả ở đây.
"Nhìn vào nhiễm sắc thể Y di truyền ở nam giới, các dòng dõi khác biệt nhất hiện được biết đến ở người còn tồn tại được tìm thấy ở Tây Phi, chứ không phải Nam Phi, cho thấy tổ tiên nhiễm sắc thể Y của chúng ta có thể có nguồn gốc từ đó", Stringer nói.
Các tác giả của nghiên cứu thừa nhận rằng con người hiện đại có thể đã có nhiều "homelands" nơi các dòng di truyền khác nhau đã bén rễ; L0 đơn giản là dòng dõi được bảo quản tốt nhất, nhờ nguồn gốc của mẹ. Vì vậy, trong khi các nhà nghiên cứu có thể tiến gần hơn đến việc xác định Eden nhỏ nơi đêm giao thừa bắt đầu gia đình cô, vẫn còn quá sớm để nói rằng tất cả chúng ta đã tìm thấy quê hương.
