19.07.2021 - University of California, Santa Cruz

Als sich das Erbgut des modernen Menschen entscheidend veränderte

Forscher entwickeln ein neues Analyseverfahren, mit dem sie Genkarten erstellen können

(dpa) Wichtige Veränderungen im Erbgut des modernen Menschen haben sich womöglich vor etwa 600.000 und 200.000 Jahren ereignet. Zu diesem Ergebnis kommt eine Analyse von 279 Genomen aus heutiger Zeit, zwei Genomen von Neandertalern und einem Genom des Denisova-Menschen. Die meisten genetischen Veränderungen betreffen die Entwicklung und Funktion von Nerven und Gehirn. Die Studie einer Forschergruppe um Richard Green von der University of California Santa Cruz (Kalifornien, USA) ist im Fachjournal «Science Advances» erschienen.

«Ein Großteil der gegenwärtigen genetischen Variation innerhalb des Menschen geht auf die vor 520.000 bis 630.000 Jahren geschätzte Spaltung zwischen den Populationen, die zu modernen Menschen und zu Neandertalern wurden, zurück», schreiben die Wissenschaftler. Welche Gene aber auf gemeinsame Vorfahren von Homo sapiens und Neandertalern zurückgehen und welche später durch gemeinsame Nachkommen der beiden in den Genpool des modernen Menschen gelangt sind, ist oft schwer zu unterscheiden.

Green und Kollegen entwickelten deshalb ein neues Analyseverfahren, mit dem sie Genkarten erstellen können: Diese Karten zeigen an, welche Gene die unterschiedlichen Gruppen moderner Menschen mit den Neandertalern und Denisova-Menschen teilen. Mit statistischen Methoden kann dann errechnet werden, wann es zu welchen Veränderungen im Erbgut gekommen ist. Ihre Methode sei weniger fein als andere, dafür funktioniere sie besonders gut bei hohen Mutationsraten, schreiben die Forscher.

Sie untersuchten die Erbgutträger, genauer die Chromosomen ohne die Geschlechtschromosomen, und machten Regionen ausfindig, in denen keine Gene zu finden waren, die moderne Menschen mit den Neandertalern oder den Denisova-Menschen teilen. Dies war etwa 7 Prozent des Genoms. Wenn das Team um Green die Regionen auf besonders häufig vorkommende Varianten von Genen (Allele) eingrenzte, dann machten diese Regionen nur 1,5 Prozent des Genoms moderner Menschen aus. Die Genetiker gehen deshalb davon aus, dass zwischen 1,5 und 7 Prozent des Genoms spezifisch für den modernen Menschen sind.

Die Studienautoren sahen sich auch an, welche Gene in den typisch menschlichen Genregionen lagen. Sie fanden unter anderem zwei Gene, die vor allem im Gehirngewebe abgelesen werden und ein Gen für die Wegbahnung von Nervenfasern. Insgesamt stehen viele der Gene mit Nerven und Gehirn in Verbindung, was darauf hindeutet, dass sich diese Körperregionen bei der Evolution des Homo sapiens in besonderem Maße entwickelt haben.

Schließlich analysierten die Wissenschaftler, wann sich diese genetischen Veränderungen ereignet haben. Der Schwerpunkt lag bei rund 600.000 Jahren. Sie untersuchten außerdem, mit welchen anderen Genen die gefundenen Gene in Wechselwirkung traten und bestimmten das Alter von deren Mutationen: Es lag hauptsächlich bei rund 200.000 Jahren. In diesen Zeiten haben sich womöglich viele genetische Veränderungen ereignet, die zum modernen Menschen führten.

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