För mer än 800 år sedan seglade polynesier tusentals mil över Stilla havet till en av de mest avlägsna öarna på jorden, Rapa Nui.

En studie av antika genom från ättlingar till dessa sjöfarare svarar nu på nyckelfrågor om öns historia. Det motbevisar tanken på en befolkningskollaps för hundratals år sedan och bekräftar kontakten med ursprungsamerikaner före kolonialtiden.

Teorin att de tidiga ursprungsbefolkningen i Rapa Nui – även känd som Påskön – ödelade deras ekosystem och fick befolkningen att kollapsa innan européernas ankomst i början av 1700-talet stöddes av bokenKollapsapopulariserades av geografen Jared Diamond 2006. Men efterföljande vetenskapsmän har ifrågasatt denna teori.

Den aktuella analysen, publicerad den 11 september iNatur 1, "representerar den sista spiken i kistan för denna kollapsberättelse", säger Kathrin Nägele, en arkeogenetiker vid Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology i Leipzig, Tyskland. "Det korrigerar bilden av ursprungsbefolkningen."

Studien genomfördes med stöd och input från myndigheter och medlemmar av ursprungsbefolkningen i Rapa Nui. Författarna säger att deras data kan hjälpa till att återföra kvarlevorna som samlats in i studien, som samlades in på 1800- och 1900-talen och som nu förvaras i ett Paris museum.

Svar från DNA

Efter att polynesierna erövrat Rapa Nuiannons1200 bosatte sig, utvecklade de en blomstrande kultur som är känd för sina hundratals kolossala stenfigurer, moais.

När européerna först nådde ön 1722 uppskattade de befolkningen till 1 500 till 3 000 människor och fann ett landskap rensat från palmerna som en gång täckte skogen. I slutet av 1800-talet hade ursprungsbefolkningen, känd som Rapanui, minskat till 110 personer, orsakat av ett smittkoppsutbrott och kidnappningen av en tredjedel av invånarna av peruanska slavhandlare.

Teorin om 'ecocide', som antyder att en befolkning på 15 000 eller fler före kontakt plundrade öns en gång orörda resurser, har utmanats av forskare som är kritiska till mänsklig påverkan på avskogning och dess inverkan på livsmedelsproduktionen, såväl som ett ökat befolkningstal.

Anna-Sapfo Malaspinas, en populationsgenetiker vid universitetet i Lausanne, Schweiz, och Víctor Moreno-Mayar, en evolutionär genetiker vid Köpenhamns universitet, var övertygade om att forntida Rapanui-DNA kunde hjälpa till att lösa ekocidteorin såväl som en annan kvardröjande fråga: När korsade forntida öbor med indianer?

Hennes teams studie 2014 av samtida Rapanui-genom identifierade att dessa människor hade några indianer som verkade ha förvärvats före européernas ankomst 2, föreslår resa till Amerika. En studie från 2017 fann dock inga bevis för indianska härkomster i genomen hos tre individer som bodde på Rapa Nui före 1722 3.

För att hitta svar vände sig forskare till mänskliga kvarlevor på National Museum of Natural History i Frankrike, insamlade under 1800- och början av 1900-talet. Genomsekvenser av tänder eller inneröratben från 15 individer och jämförelser med andra forntida och moderna populationer antydde att de var Rapanui, och radiokoldatering visade att de levde mellan 1670 och 1950.

Ingen befolkningskollaps

Både antika och moderna genom innehåller information om hur storleken på en population har förändrats över tid. När populationen är liten, tenderar sträckor av DNA som delas mellan individer - som kommer från en gemensam förfader - att vara längre och fler, jämfört med sträckor av DNA från tider med högre antal.

I de antika Rapanui-genomerna fanns det tecken på en befolkningsflaskhals vid den tidpunkt då ön bosattes, vilket är att vänta när en grundargrupp anländer. Därefter såg öns befolkning ut att växa stadigt fram till 1800-talet.

Att översätta denna utveckling till faktiska befolkningstal är inte lätt, men ytterligare modellering antydde att de genetiska uppgifterna inte är förenliga med en nedgång från 15 000 till 3 000 personer före 1700-talet. "Det var ingen större kollaps", säger Malaspinas. "Vi är ganska övertygade om att det inte hände."

Alla forntida Rapanui bar indisk-amerikansk härkomst i sina genom, vilket forskarna tillskrev tillblandningar som daterades till 1300-talet. Delarna av ursprungligt amerikanskt arv liknade mest DNA från forntida och moderna invånare i det centrala Andinska höglandet i Sydamerika. Men bristen på forntida och moderna mänskliga genom från Amerika gör det omöjligt att exakt bestämma människorna som den antika Rapanui stötte på, tillägger Moreno-Mayar. Ändå är upptäckten att Rapanui träffade indianer hundratals år innan européerna anlände "ett enastående resultat", säger Nägele. "Vi kan spåra var detta hände och vem som reste."

Samhällets deltagande

Keolu Fox, en genomforskare vid University of California, San Diego, säger att upptäckten att Rapanui nådde Amerika inte kommer att överraska det polynesiska folket. "Vi bekräftar något vi redan visste", säger han. "Tror du att ett samhälle som upptäckt saker som Hawaii eller Tahiti skulle ha missat en hel kontinent?"

Forskarna fick en liknande reaktion när de presenterade sina första resultat i Rapa Nui. Malaspinas minns att han fick höra att "visst åkte vi till Amerika." Hon, Moreno-Mayar och andra kollegor gjorde flera resor till ön för att rådgöra med tjänstemän och invånare under hela studien.

Malaspinas och hennes kollegor fick godkännande för studien av kommittéer som övervakar markanvändning och kulturarv på ön. Forskarna sökte hennes tillstånd efter att ha samlat in kvarlevorna i Paris - något Malaspinas nu ångrar. "Jag skulle göra saker annorlunda om jag startade projektet idag", säger hon och tillägger att hennes team var beredd att lägga arbetet på is om kommittéerna sa nej.

Samhällsengagemanget i Rapa Nui formade frågorna som projektet tog upp, säger Malaspinas, som att försöka klargöra förhållandet mellan antika och moderna Rapanui. Det har också funnits ett stort intresse för att återföra kvarlevorna, vilket forskarna hoppas kommer att ske så småningom.

Nägele, som arbetar i Polynesien, tycker att forskarna har gjort ett bra jobb med att knyta an till människorna i Rapa Nui. Men hon tillägger att forskare borde spela en starkare roll i att pressa utländska institutioner att återlämna inhemska lämningar till sin ursprungsplats.