Frauen mit Neandertaler-Gen bringen mehr Kinder zur Welt

Viele heutige Menschen tragen einen kleinen Anteil an Neandertaler-DNA in ihren Genen, was darauf hindeutet, dass die Vermischung mit anderen Abstammungslinien früherer Menschenformen eine wichtige Rolle in der Evolution unserer Spezies spielte. Paläogenetische Beweise legen nahe, dass es mehrfach zu Kreuzungen mit Neandertalern und anderen früheren Gruppen kam: Die Geschichte unserer Art ähnelt eher einem Netzwerk oder vielverzweigtem Strom als einem Baum. Der Ursprung der Menschheit war komplexer als bisher angenommen.

Neandertaler waren die engsten Verwandten des modernen Menschen. Der Vergleich mit ihnen kann daher wesentliche Einblicke in die Einzigartigkeit des heutigen Menschen geben, zum Beispiel in Bezug auf die Entwicklung des Gehirns. Der Neokortex, der größte Teil der Großhirnrinde, ist einzigartig für Säugetiere und ausschlaggebend für viele kognitive Fähigkeiten. Forschende des Max-Planck-Instituts für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden und des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig haben nun herausgefunden, dass neurale Stammzellen – die Zellen, die der Ursprung für die Nervenzellen im sich entwickelnden Neokortex sind – beim modernen Menschen sich mehr Zeit nehmen, um ihre Chromosomen auf die Zellteilung vorzubereiten, als beim Neandertaler. Dies führt zu weniger Fehlern bei der Verteilung der Chromosomen auf die Tochterzellen bei modernen Menschen im Vergleich zu Neandertalern oder Schimpansen und könnte Auswirkungen auf die Entwicklung und Funktion des Gehirns haben.

Ein internationales Team berichtet in einer neuen Studie über das älteste mitochondriale Genom eines Neandertalers aus Mittelosteuropa. Das aus einem Zahn aus der Stajnia-Höhle in Polen extrahierte mitochondriale Genom ähnelt eher dem eines Neandertalers aus dem Kaukasus als den zur damaligen Zeit in Westeuropa lebenden Neandertalern. Auch die am Fundort entdeckten Steinwerkzeuge ähneln denen aus südlichen Gebieten, was darauf hindeutet, dass in der Steppen-/Taiga-Umgebung lebende Neandertaler sich zur Nahrungssuche weiter von ihrem Heimatgebiet entfernten als bisher angenommen. Die Flüsse Prut und Dnjestr wurden wahrscheinlich als Hauptkorridore für die Ausbreitung von Polen in den Kaukasus genutzt.

Schmerz wird durch spezielle Nervenzellen übertragen, die aktiviert werden, wenn potenziell schädliche Einflüsse auf verschiedene Teile unseres Körpers treffen. Diese Nervenzellen verfügen über einen speziellen Ionenkanal, der eine Schlüsselrolle beim Auslösen des elektrischen Schmerzimpulses spielt, der an das Gehirn übertragen wird. Einer neuen Studie von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und des Karolinska Institutets in Schweden zufolge empfinden Menschen mehr Schmerzen, die die Neandertaler-Variante dieses Ionenkanals geerbt haben.

Protokolle zur Umwandlung von pluripotenten Stammzellen (iPSC) in Organoide (Mini-Organe), ermöglichen es Forschern Entwicklungsprozesse in verschiedenen Organen zu untersuchen und den Zusammenhang zwischen Genen und der Herausbildung von Gewebe zu entschlüsseln – insbesondere bei Organen, bei denen kein Primärgewebe zur Verfügung steht. Forscher vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und der Universität Basel nutzen diese Technologie um die Effekte der Neandertaler-DNA in heutigen Menschen zu untersuchen.

Was war die Ursache für das Aussterben der Neandertaler: Klimaänderungen oder die Ankunft des Homo sapiens in Europa? Diese Frage wollten Klimaforscher des IBS Center for Climate Physics in Korea mit Hilfe eines Supercomputers klären, den sie verschiedene Modell-Simulationen durchführen ließen. Wie bei der Berechnung von Klimamodellen wurden dabei mehrere Szenarien mit unterschiedlichen Einflussfaktoren wie etwa abrupte Klimaveränderungen, Konkurrenz um Ressourcen oder Vermischung von Populationen, durchgespielt. Das klare Ergebnis: Der Neandertaler starb nur in solchen Szenarien aus, in denen der Homo sapiens gegenüber dem Neandertaler deutliche Vorteile bei der Ausbeutung vorhandener Nahrungsressourcen hatte. Glaziale Klimaverschiebungen führten in den Simulationen hingegen nicht zum Aussterben der Neandertaler.

Als die Vorfahren heutiger Menschen vor etwa 50.000 Jahren Afrika verließen, trafen sie auf Neandertaler. Dieses Aufeinandertreffen führte zu einer Vermischung beider Gruppen. Zwei Prozent der DNA von heute außerhalb Afrikas lebender Menschen stammt von dieser Neandertaler-Population ab. Eine großangelegte Studie von Forschenden der Universität Aarhus in Dänemark, gemeinsam mit deCODE genetics in Island und dem Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig hat anhand der Genome von 27.566 heutigen Isländerinnen und Isländern untersucht, welche Teile in ihrem Erbgut von Neandertalern stammen und welchen Effekt diese haben.

In einem in Nature Ecology and Evolution veröffentlichten Artikel argumentiert ein internationales Forschungsteam, dass unsere evolutionäre Vergangenheit als das Ergebnis dynamischer Veränderungen im Vernetzungsgrad, oder dem Genfluss, zwischen frühen Menschen verstanden werden muss, die über ganz Afrika verstreut lebten. Die Betrachtung früher menschlicher Populationen als eine Reihe von Zweigen eines einzigen evolutionären Stammbaums könne irreführend sein, weil sie die menschliche Geschichte auf eine möglicherweise illusorische Abfolge von "Spaltungszeiten" reduziert.

Mütter der Vormenschen-Art Australopithecus africanus stillten ihre Kinder in den ersten 12 Lebensmonaten und griffen auch später – in Zeiten von Nahrungsknappheit – auf die Ernährung mit Muttermilch zurück, wie jüngst veröffentlichte Analysen fossiler Zähne ergaben. Die intensive, jahrelange Mutter-Kind-Bindung wird von den Wissenschaftlern als eine der Ursachen für die geringe Nachkommen-Anzahl bei den Vormenschen gedeutet.

Als der moderne Mensch Afrika verließ, vermischte er sich mit dem Neandertaler und dem Denisova-Menschen. Ein Forschungsteam hat nun DNA-Fragmente untersucht, die diese ausgestorbenen Homininen an moderne Menschen weitergegeben haben, deren Nachfahren heute auf den Inseln Südostasiens und in Papua-Neuguinea leben. Dabei stellten sie fest, dass nicht nur eine, sondern zwei verschiedene Denisovaner-Linien – die sich schon vor Hundertausenden von Jahren voneinander getrennt hatten – Erbgut an die Vorfahren der Papua weitergegeben haben. Eine der beiden Denisova-Linien unterscheidet sich von der anderen so sehr, dass es sich bei ihr sogar um eine völlig neue Urmenschen-Gruppe handeln könnte.

Ein typisches Merkmal des modernen Menschen ist die ungewöhnlich runde Kopfform, die uns von länglichen Schädeln anderer Menschenarten unterscheidet. Mit Hilfe von Neandertaler-DNA in heute lebenden Europäern haben Wissenschaftler Gene entdeckt, die Einfluss auf die runde Schädelform haben. Ein Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Psycholinguistik und MPI für evolutionäre Anthropologie kombinierte Daten von fossilen Schädeln, Gehirnscans und genetische Daten miteinander.

Bis vor etwa 40.000 Jahren lebten wenigstens zwei Homininen-Gruppen in Eurasien – Neandertaler im Westen und Denisovaner im Osten. Forschende am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie (MPI-EVA) in Leipzig sequenzierten nun das Genom eines Individuums aus Sibirien und entdeckten, dass die Mutter dieser vorgeschichtlichen Frau eine Neandertalerin und ihr Vater ein Denisovaner gewesen ist.

Forscher am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig haben die Genome von fünf Neandertalern sequenziert, die vor 39.000 bis 47.000 Jahren lebten. Den Analysen zufolge sind diese späten Vertreter ihrer Art enger mit den Neandertalern verwandt, die Erbgut zu unseren modernen menschlichen Vorfahren beigetragen haben, als ein älterer Neandertaler aus dem Altai-Gebirge, dessen Genom die Forscher zuvor sequenziert hatten. Die neue Untersuchung liefert auch Hinweise darauf, dass gegen Ende der Neandertaler-Geschichte ein Bevölkerungsaustausch stattgefunden hat.

Obwohl es in Europa und Asien zahlreiche prähistorische Fundstätten gibt, die Werkzeuge und andere von Urmenschen verwendete Gegenstände enthalten, sind Skelettüberreste ihrer Schöpfer selten. Forscher vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig haben daher nach neuen Wegen zur Gewinnung von Urmenschen-DNA gesucht.

Würde ein Neandertaler neben uns in der U-Bahn sitzen – wir würden als erstes seine fliehende Stirn, die kräftigen Oberaugenwülste und das prominente kinnlose Gesicht bemerken. Nur bei genauerem Hinsehen fielen der gedrungenere und kräftigere Körperbau auf. Forscher des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig haben nun untersucht, ob die Unterschiede im Körperbau zwischen Neandertalern und modernen Menschen genetisch bedingt sind oder durch unterschiedliche Lebensweisen entstanden sind. Ihre Analysen zweier gut erhaltener Skelette von Neandertaler-Neugeborenen zeigen, dass die robusten Knochen bereits vor der Geburt angelegt sind.

Frühere Untersuchungen des mütterlich vererbten mitochondrialen Genoms eines Hominiden aus der "Knochengrube" Sima de los Huesos aus dem Jahre 2013 hatten ergeben, dass die Mitochondriengenome dieser Frühmenschen entfernt mit denen der Denisova-Menschen verwandt waren, ausgestorbenen Verwandten des Neandertalers aus Asien. Dieses Ergebnis überraschte, denn äußerlich weisen die Fossilien einige Neandertaler-Merkmale auf. Um die Verwandtschaftsverhältnisse näher zu beleuchten, sequenzierten Forscher des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig nun Erbgut aus dem Zellkern dieser Fossilien – eine technische Herausforderung, denn von der extrem alten DNA waren nur noch sehr kurze Fragmente übrig. Die Ergebnisse zeigen, dass die Sima-Hominiden frühe Neandertaler waren.

Ein internationales Forscherteam hat mithilfe verschiedener DNA-Analysemethoden entdeckt, dass Neandertaler und moderne Menschen sich vor etwa 100.000 Jahren und damit mehrere Zehntausend Jahre früher als bisher bekannt vermischt haben. Das Ergebnis deutet darauf hin, dass einige moderne Menschen bereits früh aus Afrika auswanderten und sich mit Neandertalern vermischten. Diese modernen Menschen starben aber später aus, gehören also nicht zu den Vorfahren heute lebender Nicht-Afrikaner.

Als moderne Menschen vor vielen Tausend Jahren in Europa auf Neandertaler trafen und sich mit ihnen fortpflanzten, erbten einige Nachkommen Genvariationen, deren Träger Infektionen besser abwehren konnten. Dieses Neandertaler-Erbe könnte aber auch dafür verantwortlich sein, dass einige Menschen anfälliger für Allergien sind. Forscher vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und vom Institut Pasteur und dem CNRS in Paris belegen jetzt in zwei voneinander unabhängigen Artikeln die wichtige Rolle artübergreifender Beziehungen für die Evolution des Menschen und insbesondere für die Evolution des angeborenen Immunsystems, das uns vor Infektionen schützt.

DNA-Analysen eines 40.000 Jahre alten Kieferknochens aus Rumänien zeigen, dass sich moderne Menschen mit Neandertalern vermischt haben, als sie nach Europa einwanderten.

Obwohl die Neandertaler ausgestorben sind, finden sich Fragmente ihres Erbguts im Genom heute lebender Menschen wieder. Diese Fragmente sind aber nicht gleichmäßig über das Genom verteilt.

Mindestens vier verschiedene Arten haben ihre Spuren im Erbgut einer Neandertalerfrau hinterlassen. Das zeigt die jetzt in der Zeitschrift Nature veröffentlichte vollständige Gensequenz aus einem Zehenknochen aus der Denisova-Höhle Sibirien.

Das Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig hat die Genomsequenz des Neandertalers vervollständigt und stellt diese nun der Wissenschaftsgemeinschaft zur Verfügung.