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Erbgut des bisher ältesten modernen Menschen entschlüsselt

Forscher entdecken Anteile von Neandertaler-DNA im Erbgut eines 45.000 Jahre alten modernen Menschen aus Sibirien

23.10.2014

Ein Forscherteam unter der Leitung von Svante Pääbo vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig hat das Gesamtgenom eines 45.000 Jahre alten modernen Menschen aus Westsibirien entziffert und mit dem Erbgut von später in Europa und Asien lebenden Menschen verglichen. Dabei zeigte sich, dass dieser Mann zu einer Zeit lebte, als die Vorfahren heute lebender Europäer und Asiaten gerade begannen, sich getrennt voneinander weiterzuentwickeln. Wie es bei allen heute außerhalb von Afrika lebenden Menschen der Fall ist, enthielt auch das Erbgut des Mannes aus Ust‘-Ishim Anteile von Neandertaler DNA. Diese Segmente waren jedoch viel länger als bei heute lebenden Menschen und belegen, dass die Vermischung von modernen Menschen mit Neandertalern vor etwa 50.000 bis 60.000 Jahren stattfand.

Im Jahre 2008 wurde am Ufer des Flusses Irtysch in der Nähe des Dorfes Ust‘-Ishim in Westsibirien der relativ vollständig erhaltene Oberschenkelknochen eines Menschen gefunden. Mithilfe der Radiokohlenstoff(14C)-Methode konnten die Forscher das Alter des Knochens auf etwa 45.000 Jahre datieren. „Anhand der Form und Beschaffenheit des Knochens können wir sagen, dass es sich bei seinem Besitzer um einen frühen modernen Menschen handelte. Er war also mit den Populationen verwandt, die die direkten Vorfahren aller heute lebenden Menschen sind“, sagt Bence Viola, ein Anthropologe am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, der das Fundstück untersuchte. „Der Ust‘-Ishim Mann ist einer der ältesten modernen Menschen, die außerhalb des Mittleren Ostens und Afrikas gefunden wurden“.

Anschließend sequenzierten die Forscher das Genom dieses Menschen in einer sehr hohen Qualität und verglichen es mit den Genomen heute lebender Menschen aus mehr als 50 verschiedenen Populationen. Dabei stellten sie fest, dass der Knochen aus Ust‘-Ishim einer männlichen Person gehörte, die enger mit heute außerhalb von Afrika lebenden Menschen verwandt ist als mit Afrikanern. Es handelt sich bei diesem Mann also um einen frühen Vertreter der modernen Population, die Afrika verließ.

Ein Vergleich seines Erbguts mit dem von Nicht-Afrikanern ergab, dass der Mann aus Ust‘-Ishim ähnlich nahe mit Menschen aus Ostasien verwandt ist wie mit Menschen, die während der Steinzeit Europa bevölkerten. „Die Population, zu der der Ust’-Ishim Mann gehörte, könnte sich von den Vorfahren heute lebender westasiatischer und osteurasischer Populationen abgespalten haben, bevor oder zeitgleich als sich diese erstmals voneinander trennten“, sagt Svante Pääbo. „Es ist sehr befriedigend, dass wir jetzt zusätzlich zu den Genomen von Neandertalern und Denisova-Menschen auch das Genom eines sehr frühen modernen Menschen in so hoher Qualität vorliegen haben”. Der Paläoanthropologe Jean-Jacques Hublin, der ebenfalls am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie forscht und an der Studie beteiligt war, ergänzt: „Möglicherweise gehörte der Mann aus Ust’-Ishim einer Population früher Migranten in Richtung Europa und Zentralasien an, die keine Nachkommen in heute lebenden Populationen hinterlassen haben.“

Da der Mann aus Ust’-Ishim zu einer Zeit lebte, als es in Eurasien noch Neandertaler gab, wollten die Forscher herausfinden, ob sich seine Vorfahren schon mit diesen vermischt hatten. Dabei wurden sie fündig: Zwei Prozent seines Erbguts stammten vom Neandertaler, also ein ähnlich großer Anteil, wie man ihn bei heute lebenden Ostasiaten und Europäern findet. Interessanterweise sind die Neandertaler-Fragmente im Genom dieses frühen modernen Menschen aber viel länger als bei heute lebenden Menschen, weil die Vermischung mit den Neandertalern noch nicht so lange zurück lag und die Fragmente sich über die wenigen Generationen hinweg noch nicht so stark verkürzt hatten. „So konnten wir schätzen, dass sich die Vorfahren des Ust’-Ishim Mannes etwa 7.000 bis 13.000 Jahre vor dessen Geburt bzw. vor etwa 50.000 bis 60.000 Jahren mit Neandertalern vermischt hatten. Das war nicht lange nachdem sich der moderne Mensch aus Afrika und dem Mittleren Osten ausbreitete“, sagt Janet Kelso, die am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie die Computer gestützten Genomanalysen leitete.

Dank der hohen Qualität dieses 45.000 Jahre alten Genoms konnten die Forscher die Rate schätzen, mit der sich Mutationen im menschlichen Genom ansammeln. Das Ergebnis: Seit der Zeit als der Ust’-Ishim Mann gelebt hatte, haben sich pro Jahr ein bis zwei Mutationen im Erbgut heute lebender Populationen aus Europa und Asien angesammelt. Das entspricht in etwa aktuellen Schätzungen der Anzahl von genetischen Unterschieden zwischen Eltern und Kindern und ist niedriger als die früheren indirekten Schätzungen, die auf Unterschieden zwischen den Fossilien verschiedener Arten basieren.

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