Top-Thema Nr.6 – Erbgut vom Frühmenschen

400000 Jahre alt ist der Knochen, aus dem Forscher des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig das Erbgut isoliert und eine Fülle neuer Erkenntnisse über den Ursprung unserer Gattung herausgelesen haben. Am Fundort Sima de los Huesos im Norden Spaniens hatten Wissenschaftler in den vergangen 20 Jahren bereits Teile von mindestens 28 menschlichen Skeletten geborgen. Allerdings war es bis dato nur mit Fundstücken aus Permafrostböden gelungen, aus derart alten Überbleibseln Erbmaterial für Verwandtschaftsanalysen zu gewinnen.

Anhand der Skelette hatte man die Menschen von Sima de los Huesos als Homo heidelbergensis eingeordnet, sie weisen aber auch für den Neandertaler typische Merkmale auf. „Bisher war es nicht möglich, das Erbgut dieser einzigartigen Homininen zu untersuchen“, erklärt die Max-Planck-Gesellschaft in einer Pressemitteilung, und weiter:

Aus 400000 Jahre alten Knochen wie diesen haben Forscher Erbgut gewonnen und für Verwandschaftsanalysen genutzt (c) Javier Trueba, Madrid Scientific Films
Aus 400000 Jahre alten Knochen wie diesen haben Forscher Erbgut gewonnen und für Verwandschaftsanalysen genutzt. (C) Javier Trueba, Madrid Scientific Films

Matthias Meyer und sein Team vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig entwickelten kürzlich neue Techniken für die Gewinnung und Sequenzierung stark degradierter alter DNA, die sie zunächst erfolgreich auf die Überreste eines Höhlenbären aus Sima de los Huesos anwendeten. Anschließend entnahmen die Forscher dem Oberschenkelknochen eines Homininen aus derselben Höhle zwei Gramm Knochenpulver. Daraus extrahierten sie die DNA und entzifferten das Genom des Mitochondriums, welches einen kleinen Teil des Gesamtgenoms repräsentiert, in vielen Kopien pro Zelle vorkommt und mütterlicherseits an die Nachfahren weitergegeben wird. Die Forscher verglichen diese alte mitochondriale DNA (mtDNA) mit der von Neandertalern, Denisova-Menschen, heute lebenden Menschen und Menschenaffen.

Anhand der in den alten DNA-Sequenzen fehlenden Mutationen berechneten die Forscher das Alter des Homininen aus Sima auf etwa 400000 Jahre. Darüber hinaus stellten sie fest, dass dieser Hominine und die Denisova-Menschen (sie lebten vor etwa 80000 Jahren in Sibirien) vor etwa 700000 Jahren einen gemeinsamen Vorfahren hatten. „Dass die mtDNA des Homininen aus Sima einen gemeinsamen Vorfahren mit der mtDNA des Denisova-Menschen und nicht mit der des Neandertalers teilt, überrascht uns, denn die Fossilien von Sima de los Huesos weisen Merkmale auf, die vom Neandertaler zu stammen scheinen”, sagt Matthias Meyer. Angesichts ihres Alters und der Ähnlichkeit zum Neandertaler könnten die Homininen aus Sima mit der Population verwandt sein, aus der später sowohl die Neandertaler als auch die Denisova-Menschen hervorgegangen sind. Alternativ dazu könnte eine andere Gruppe von Homininen Denisova-ähnliche mtDNA an die Sima-Homininen oder deren Vorfahren weitergegeben haben.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass wir nun sogar das Erbgut von menschlichen Verwandten untersuchen können, die vor mehreren hunderttausend Jahre lebten“, sagt Svante Pääbo, Direktor am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie. „Das eröffnet uns ganz neue und aufregende Möglichkeiten: Wir können jetzt womöglich die DNA der Vorfahren von Neandertalern und Denisova-Menschen analysieren.“

„Dieses unerwartete Ergebnis deutet auf ein kompliziertes Evolutionsmuster hinsichtlich der Entstehung von Neandertalern und modernen Menschen“, sagt  Juan-Luis Arsuaga, Direktor des Forschungszentrums zur Evolution und zum Verhalten des Menschen. „Weitere Studien werden hoffentlich zur Klärung der genetischen Verwandtschaftsverhältnisse zwischen den Homininen aus Sima de los Huesos, den Denisova-Menschen und den Neandertalern beitragen.“ Um dieses Ziel zu erreichen, werden die Forscher nun versuchen, DNA von weiteren homininen Fossilien aus Sima zu gewinnen, darunter auch DNA-Sequenzen aus dem Zellkern. Die Chancen stehen gut, dass den Wissenschaftlern auch dieses Kunststück gelingen wird: Ebenfalls in 2013 hat man nämlich die 700000 Jahre alte DNA eines fossilierten Pferdes sequenziert.

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