29. september 2019

Matematikere kortlægger menneskets forhistorie

Matematik og gamle knogler

Matematikere, statistikere og bioinformatikere fra Københavns og Aarhus Universitet er i færd med at udvikle de redskaber, som skal gøre DNA-fund endnu mere brugbare i forhold til at kortlægge menneskets forhistorie, skriver tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab. Projektet ledes af professor Carsten Wiuf fra Institut for Matematiske fag.

Carsten Wiuf

Mennesket opstod i Afrika for ca. 200.000 år siden. For omkring 100.000-50.000 år siden havde det forladt Afrika og spredt sig over det meste af kloden til Europa, Asien og Amerika. Over denne lange periode blev befolkninger splittet op i mindre befolkninger og andre befolkninger blev blandet sammen som følge af koloniseringer, konflikter, katastrofer og folkevandringer.

Disse migrations- og ekspansionsmønstre kan sammenlignes med et stort edderkoppespind, hvor tråde samles og splittes i komplicerede mønstre. Disse mønstre kan afkodes i genetisk data fra det moderne menneske og fra fossiler.

Danmarks Frie Forskningsfond har bevilget 5,4 mio. kr. til projektet "Tangled webs of human splits and mergers – mathematical population genetics on graphs". Formålet er at udvikle avancerede matematiske og beregningsmæssige metoder til at foretage ovennævnte afkodning, baseret på store mængder genetiske data. Et kardinalpunkt er at forstå befolkningsmønstre ved hjælp af grafteori og hvordan en graf kan bestemmes fra genetisk data ved hjælp af statistiske metoder.

I spidsen for projektet står professor Carsten Wiuf fra Institut for Matematiske Fag, Københavns Universitet. Hans samarbejdspartnere er Thomas Mailund fra Center for Bioinformatik ved Aarhus Universitet og Anders Albrechtsen fra Biologisk Institut, Københavns Universitet.

Et mere komplet billede

Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab bringer i nummer 4/2019 en længere artikel med interview og baggrundsmateriale om forskningsprojektet. De opsummerer opgaven således:

”Hvem mødtes med hvem, og fik de børn sammen? Gik de hver til sit, og hvor gik de hen bagefter? Hvem har vandret længst, og hvor lang tid tog det? Hvem har ikke haft eventyr i blodet, men er bare blevet boende? Kan vi få svar på de spørgsmål, vil det være med til at danne et mere komplet billede af, hvem vi er i dag, og hvor vi kommer fra.”

Carsten Wiufs forskning kan opdeles i tre stadier. For det første skal han sammen med sine kollegaer udvikle de matematiske og statistiske redskaber, som skal forløse projektets ambitiøse mål. For det andet skal de matematiske værktøjer valideres på allerede eksisterende viden. Til sidst, men ikke mindst, skal de matematiske værktøjer benyttes til at skabe helt nye indsigter i vores forfædres gøren og laden.

Læs hele artiklen fra Aktuel Naturvidenskab nr. 4/2019 (pdf)


Carsten Wiuf er professor ved Institut for Matematiske Fag, hvor han er tilknyttet sektionen for Statistik og Sandsynllighedsregning samt forskningsgruppen Mathematics of reaction networks (MBIO). Han er uddannet fra Aarhus Universitet og har efterfølgende været ansat på University of Oxford, Aarhus Universitet og nu Københavns Universitet med en kortere afstikker til et biotekfirma i Boston. Carsten Wiuf har mere end 100 videnskabelige artikler og en lærebog om populationsgenetik på sit CV.

Aktuel Naturvidenskab er et landsdækkende tidsskrift med nyheder og baggrund fra den naturvidenskabelige verden. Bladet udgives i et samarbejde mellem fem danske universiteter.