Mutter Neandertalerin, Vater Denisovaner!

Benjamin Vernot, Leiter der Max-Planck-Forschungsgruppe Prähistorische Umweltgenomik am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig, erhält ERC Consolidator Grant

Einem internationalen Forschungsteam unter Leitung des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig ist es erstmals gelungen, menschliche DNA von der Oberfläche eines Gegenstands aus der Steinzeit, eines durchbohrten Hirschzahns aus der Denisova-Höhle in Südsibirien, zu gewinnen. Um diesen nicht zu beschädigen, entwickelte das Team eine neue, zerstörungsfreie Methode zur Isolierung von DNA aus alten Knochen und Zähnen. So ist es ihnen gelungen, ein genetisches Profil der Frau zu rekonstruieren, die den Anhänger trug oder benutzte, sowie des Hirsches, dem der Zahn einst gehörte.

Einem internationalen Team unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie ist es erstmals gelungen, die Genome mehrerer Mitglieder einer Neandertalergruppe zu sequenzieren. Unter den 13 Neandertalern aus Sibirien entdeckten die Forschenden mehrere miteinander verwandte Personen – darunter einen Vater und seine jugendliche Tochter. Zudem hat das Team aus den 13 Genomen erste Einblicke in die soziale Organisation einer Neandertalergemeinschaft gewonnen. Es scheint sich um eine kleine Gruppe enger Verwandter gehandelt zu haben, die aus 10 bis 20 Mitgliedern bestand. Bindeglieder zwischen verschiedenen Neandertalergruppen waren wohl in erster Linie Frauen.

Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin geht in diesem Jahr an Svante Pääbo. Zu seinen bedeutendsten wissenschaftlichen Erfolgen zählt die Entschlüsselung des Neandertaler-Genoms. "Seine Arbeiten haben unser Verständnis der Evolutionsgeschichte der modernen Menschen revolutioniert", so Martin Stratmann, Präsident der Max-Planck-Gesellschaft. So habe Svante Pääbo zum Beispiel nachgewiesen, dass Neandertaler und andere ausgestorbene Hominiden einen wesentlichen Beitrag zur Abstammung der heutigen Menschen geleistet haben.

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.

Einem internationalen Forschungsteam der Universitäten Wien und Tübingen sowie der Max-Planck-Gesellschaft gelang es, fünf menschliche Überreste in der südsibirischen Denisova-Höhle zu identifizieren. Zu den Funden zählen neben Steinwerkzeugen und Nahrungsresten auch Überreste dreier Denisova-Menschen sowie eines Neandertalers mit einem Alter von rund 200.000 Jahren.

In der bisher umfangreichsten Studie von Sediment-DNA ist es Max-Planck-Forschenden gelungen neue Details über die Besiedlung der Denisova-Höhle durch archaische und moderne Menschen zu rekonstruieren. Im Höhlenstaub entdeckten sie Erbgutreste von Neandertalern und Denisovanern und erstmals auch DNA von modernen Menschen. Letztere fand sich erst in archäologischen Schichten, die dem frühen Jungpaläolithikum zugerechnet werden, das vor etwa 45.000 Jahren begann. Zusätzlich dokumentiert die Studie die Anwesenheit verschiedener anderer Säugetierarten, darunter Bären und Hyänen, die in der Gegend Kalt- und Warmzeiten durchlebten.

Ein internationales Forscherteam hat die Genome der ältesten sicher datierten modernen Menschen in Europa sequenziert, die vor rund 45.000 Jahren in der Bacho-Kiro-Höhle in Bulgarien lebten. Durch den Vergleich ihrer Genome mit den Genomen von Menschen, die später in Europa und in Asien lebten, zeigen die Forscher vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig, dass diese frühe Menschengruppe in Europa Gene zu späteren Menschen, insbesondere zu den heutigen Ostasiaten, beigetragen hat. Die Forscher identifizierten auch große Abschnitte von Neandertaler-DNA in den Genomen der Menschen aus der Bacho-Kiro-Höhle, was zeigt, dass sie Neandertaler-Vorfahren innerhalb der ungefähren zurückliegenden fünf bis sieben Generationen in ihrer Familiengeschichte hatten. Dies deutet darauf hin, dass eine Vermischung mit Neandertalern eher die Regel als die Ausnahme war, als die ersten modernen Menschen in Europa ankamen.

Forschende des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und der Mongolischen Akademie der Wissenschaften haben das Genom des ältesten menschlichen Fossils, das bis jetzt in der Mongolei gefunden wurde, analysiert. Sie konnten belegen, dass die 34.000 Jahre alte Frau rund 25 Prozent ihrer DNA von Westeurasiern geerbt hat. Die Vorfahren heute lebender Menschen hatten den eurasischen Kontinent folglich schon kurz nach der ersten Besiedlung erneut durchquert. Die Studie zeigt auch, dass das Erbgut der Frau, sowie auch das eines 40.000 Jahre alten Individuums aus China, DNA-Segmente von Denisovanern enthielt, einer ausgestorbenen Homininenform, die vor der Ankunft des modernen Menschen in Asien lebte.

Zwei erfolgreiche Schwesterinstitute in der Geistes- und Sozialwissenschaftlichen Sektion der Max-Planck-Gesellschaft mit dem gemeinsamen Thema "Evolutionsgeschichte des Menschen/der Menschheit" – das MPI für Evolutionäre Anthropologie in Leipzig und das MPI für Menschheitsgeschichte in Jena – werden in den kommenden Jahren umstrukturiert, um die Forschungsprofile beider Standorte zur biologischen und kulturellen Menschheitsentwicklung zu optimieren. Einige Emeritierungen am MPI in Leipzig und eine sich teilweise überschneidende Forschungsagenda beider Institute haben die Max-Planck-Gesellschaft zu dieser Umstrukturierung veranlasst.

Bisher hatten Forschende die Genome von zwei Neandertalern in einer hohen Qualität sequenziert. Einer dieser beiden Neandertaler stammte aus der Vindjia-Höhle im heutigen Kroatien, der andere aus der Denisova-Höhle im sibirischen Altai-Gebirge. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Svante Pääbo vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig hat nun das Genom eines dritten Neandertalers in einer hohen Qualität sequenziert, dessen Überreste in der etwa 106 Kilometer von der Denisova-Höhle entfernten Tschagyrskaja-Höhle gefunden worden waren.

Eine von drei Frauen in Europa hat den Rezeptor für Progesteron von Neandertalern geerbt - eine Genvariante, die mit erhöhter Fruchtbarkeit, weniger Blutungen zu Beginn der Schwangerschaft und weniger Fehlgeburten in Verbindung steht. Dies geht aus einer Studie hervor, die von Forschenden des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und des Karolinska Institutet in Schweden veröffentlicht wurde.

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.

Svante Pääbo, Direktor am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig, gilt als Begründer der Paläogenetik, einer Forschungsdisziplin, die sich mit der Analyse genetischer Proben aus Fossilien und prähistorischen Funden befasst. Welche genetischen Veränderungen im Laufe der Evolutionsgeschichte den modernen Menschen ausmachen, erforscht Pääbo durch Vergleiche der DNA-Sequenzen von heute lebenden Menschen, Neandertalern und weiteren menschlichen Vorfahren. Für seine wissenschaftliche Arbeit wird ihm nun der Japan-Preis verliehen, der mit 50 Millionen Yen (etwa 490.000 Euro) dotiert ist.

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.

Forschende haben am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig Teile des Erbguts von zwei etwa 120.000 Jahre alten Neandertalern aus Deutschland und Belgien sequenziert. Die Analysen dieser Erbgut-Sequenzen ergaben, dass die letzten Neandertaler, die vor etwa 40.000 Jahren lebten, zumindest teilweise von diesen etwa 80.000 Jahre älteren europäischen Neandertalern abstammen. Im Erbgut des 120.000 Jahre alten Neandertalers aus Deutschland fanden die Forschenden außerdem Hinweise auf eine mögliche Abstammung von einer isolierten Neandertalerpopulation oder von Verwandten des modernen Menschen.

Ein internationales Forschungsteam hat archäologische, historische und linguistische Daten mit den genetischen Informationen von mehr als 700 neu analysierten Individuen kombiniert, um ein detaillierteres Bild der Geschichte des inneren Eurasiens zu erstellen. Dabei zeigte sich, dass die indigenen Bevölkerungsgruppen der Region genetisch, kulturell und sprachlich sehr unterschiedlich sind. Genetisch lassen sie sich jedoch drei Gradienten zuordnen, die geografisch von Ost nach West verlaufenden Zonen entsprechen.

Bisher waren die Denisovaner nur durch einige wenige Fossilfragmente aus der Denisova-Höhle in Sibirien bekannt. Ein internationales Forschungsteam beschreibt nun einen 160.000 Jahre alten frühmenschlichen Kiefer aus Xiahe in China. Mithilfe der Analyse alter Proteine fanden die Forschenden heraus, dass der Besitzer des Unterkiefers einer Population angehörte, die eng mit den Denisovanern aus Sibirien verwandt war. Diese Population lebte während des Mittleren Pleistozäns im Hochland von Tibet und hatte sich schon lange vor Ankunft des Homo sapiens in der Region an die höhenbedingt sauerstoffarme Umgebung angepasst.

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.

Eine Besonderheit des modernen Menschen ist sein regelmäßiger Fischkonsum, was sich durch die Analyse von Stickstoffisotopen in Knochen- oder Zahnkollagen nachweisen lässt. Forschende vom MPI für evolutionäre Anthropologie (MPI-EVA) in Leipzig maßen nun bei zwei späten Neandertalern außergewöhnlich hohe Stickstoffisotopenwerte, was traditionell für den Konsum von Süßwasserfisch steht. Eine Analyse der Isotopenwerte einzelner Aminosäuren ergab jedoch, dass sich der erwachsene Neandertaler nicht von Fisch, sondern von großen pflanzenfressenden Säugetieren ernährt hatte. Der zweite Neandertaler war ein noch nicht abgestillter Säugling, dessen Mutter ebenfalls Fleischfresserin gewesen ist. Den Isotopendaten zufolge scheinen sich die Ernährungsgewohnheiten der Neandertaler im Laufe der Zeit kaum verändert zu haben, auch nicht nach der Ankunft des modernen Menschen in Europa.

Die Denisova-Höhle im Süden Sibiriens ist weltweit die einzige bekannte Stätte, die zu verschiedenen Zeiten vom rätselhaften Denisova-Menschen und seinem Cousin dem Neandertaler besiedelt war. Zwei neue Studien unter maßgeblicher Beteiligung von Katerina Douka vom Jenaer Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte legen nun eine Zeitschiene vor, wann diese beiden altsteinzeitlichen Menschenarten jeweils an dieser Stätte lebten und welche Umweltbedingungen herrschten, bevor sie ausstarben.

Zum 1. Januar 2019 startete an der Universität Bayreuth ein deutsch-israelisches Projekt zur Proteinforschung, das den molekularen Bauplänen der Evolution auf die Spur kommen will. Die Bayreuther Wissenschaftler kooperieren dabei mit dem Max-Planck-Institut (MPI) für Entwicklungsbiologie in Tübingen sowie mit drei Forschungspartnern in Israel: dem Weizmann-Institut in Rehovot, der Universität Haifa und der Universität Tel Aviv. Die Volkswagen-Stiftung fördert das Vorhaben in den nächsten vier Jahren mit insgesamt 1,5 Millionen Euro.

Die Französin, die am Leipziger Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie forscht, hatte anhand eines kleinen Knochensplitters herausgefunden, dass ein vor zirka 90.000 Jahren geborenes Mädchen direkt von einer Neandertaler-Mutter und einem Denisova-Vater abstammt. Ein genetischer Nachweis, der Einblicke in die Menschheitsgeschichte gewährt.

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.

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.

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.

Warum hat sich der Homo sapiens in der Evolution durchgesetzt und nicht der Neandertaler? Dieser Frage will der italienische Humboldt-Stipendiat Dr. Andrea Picin während seines Aufenthaltes als Gastwissenschaftler am Bereich Ur- und Frühgeschichte der Uni Jena in den folgenden zwei Jahren nachgehen.

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

Die Analysen eines internationalen Forscherteams um Svante Pääbo vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig zeigen, dass die Denisova-Menschen eine geringe genetische Vielfalt aufwiesen. In einer neuen Studie vergleichen sie nun das Denisova-Genom mit den Genomen von Neandertalern und von elf heute lebenden Menschen aus der ganzen Welt.

Nur 10 Milligramm fossiles Knochenmaterial genügten den Forschen am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig, um das gesamte Genom des vor 30.000 Jahren ausgestorbenen Denisova-Menschen zu entschlüsseln. Möglich machten dies die Entwicklung neuer hochempflindlicher Untersuchungstechniken. Das gesamte Genom ist schon vor der eigentlichen Publikation im Internet veröffentlicht worden.

Nur etwa 1-3% unseres Genoms stammt vom Neandertaler ab. Ein kleiner Anteil, wenn man die ungefähr 10'000 Jahre gemeinsamer Existenz mit dem heutigen, modernen Menschen bedenkt. Prof. Laurent Excoffier vom Schweizerischen Institut für Bioinformatik (SIB) und der Universität Bern, und Dr. Mathias Currat von der Universität Genf, haben ein Computer-Modell entwickelt, um zu verstehen, warum dieser Anteil so klein ist.

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Svante Pääbo vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig hat das Kerngenom eines mindestens 30.000 Jahre alten Fingerknochens sequenziert. Dieser stammt von einem ausgestorbenen Urmenschen, dessen Überreste von Archäologen der Russischen Akademie der Wissenschaften 2008 in der Denisova-Höhle im südlichen Sibirien ausgegraben wurden. Demnach war der Mensch aus Denisova weder Neandertaler noch moderner Mensch, sondern eine neue Homininenform.

Zahnwachstumsprozesse bei einem Neandertaler-Kind deuten auf schnellere Reifeprozesse hin.

Forscher des Max Planck Institut für evolutionäre Anthropologie haben bei ihren Analysen herausgefunden, dass auch die Neandertaler den für die Sprachfähigkeit relevanten Genabschnitt FOXP2 besaßen.