Urmenschen-Erbgut in Höhlensedimenten entdeckt

Ein Wollnashorn in Süddeutschland? Ein Forschungsteam der Universitäten Konstanz und Tübingen und des Landesamts für Denkmalpflege Baden-Württemberg rekonstruieren die Tier- und Pflanzenwelt der Steinzeit anhand genetischer Spuren in Hyänen-Koprolithen – und erstellen erstmalig das mitochondrielle Genom des ausgestorbenen europäischen Wollnashorns.

Im Rahmen eines Projektes zur Archäologie späteiszeitlicher Jäger und Sammler im Brudertal (Stadt Engen, Kreis Konstanz) hat das Landesamt für Denkmalpflege (LAD) im Regierungspräsidium Stuttgart unter der Leitung von Dr. Yvonne Tafelmaier seit Ende Juni archäologische Feldarbeiten durchgeführt. Dabei wurde der originale Eingang zu einem bisher nahezu unerforschten altsteinzeitlichen Höhlenfundplatz entdeckt.

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.

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.

Mit einem innovativen Ansatz und aufwändigen Analyse- und Sequenzierungsmethoden gelang es einem Forschungsteam, menschliche und tierische DNA aus paläolithischen Schichten der Satsurblia-Höhle im Kaukasus zu isolieren - ohne dafür Skelettüberreste zur Verfügung zu haben.

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.

Waren die Neandertaler wirklich Europäer? Neue Funde aus Nesher-Ramla in Israel, die auf ein Alter von 130.000 Jahren datiert wurden, zeigen nun, dass Vorläufer von Neandertalern schon vor langer Zeit in der Levante existierten. Ein internationales Forschungsteam um den Anthropologen Gerhard Weber von der Universität Wien fand heraus, dass es sich bei den Nesher-Ramla Homininen nicht um klassische Neandertaler handelt, sondern um einen bisher unbekannten Menschentyp. Dieser kombiniert archaische Merkmale mit Merkmalen des Neandertalers.

Forschern vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig ist es erstmalig gelungen, chromosomale DNA von Neandertalern aus Höhlensedimenten zu isolieren und zu analysieren. Benjamin Vernot und Kollegen haben Zellkern-DNA von Neandertalern aus Höhlenablagerungen in Nordspanien und Südsibirien untersucht und konnten feststellen, dass dort vor etwa 100.000 Jahren eine Population durch eine andere ersetzt wurde. Die Untersuchung chromosomaler DNA aus Sedimenten kann Forschern auch an anderen Fundstätten neue Einblicke in die menschliche Vergangenheit geben, ohne dass sie auf den Fund fossiler Knochen und Zähne angewiesen sind.

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.

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.

Während der letzten Eiszeit könnte der Mensch eine Schlüsselrolle gespielt haben, dass die Höhlenbären in Europa ausgestorben sind. Zu diesem Schluss kommt eine internationale Studie mit Beteiligung der Universität Zürich, die genetisches Material aus mehreren Höhlen auswertete.

Der etwa 40 Jahre alte Mann, dessen 1942 in der rumänischen Cioclovina-Höhle gefundene Schädel als eines der frühesten Zeugnisse des modernen Menschen in Europa gilt, starb keines natürlichen Todes. Wie neueste Untersuchungen zeigen, sind die Risse, die der 33.000 Jahre alte Schädelfund aufweist, nicht wie bislang angenommen durch Verwitterungsprozesse entstanden, sondern die Folge eines tödlichen Schlages mit einer Keule.

Nord- und Zentralasien wurden in Studien zu frühen menschlichen Migrationen bislang vernachlässigt, da Wüsten und Gebirge als unüberwindliche Barrieren angesehen wurden. Die Studie eines internationalen Forschungsteams argumentiert nun jedoch, dass der Mensch unter feuchteren klimatischen Bedingungen diese extremen Lebensräume in der Vergangenheit durchquert haben könnte.

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.

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.

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.

Die mitochondriale DNA aus dem Oberschenkelknochen eines Neandertalers trägt dazu bei, die komplizierte Beziehung zwischen modernen Menschen und Neandertalern zu klären. Die genetischen Daten, die von einem Forschungsteam unter Federführung des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte in Jena und der Universität Tübingen, rekonstruiert wurden, liefern einen zeitlichen Rahmen für eine vermutete Migration von Urmenschen aus Afrika, die eng mit dem modernen Menschen verwandt waren. Diese kreuzten sich mit den zu dieser Zeit bereits in Europa lebenden Neandertalern und hinterließen ihre Spur in der mitochondrialen DNA der Neandertaler. Die heute in Nature Communications veröffentlichte Studie, datiert dieses Ereignis auf die Zeit vor 470.000 bis 220.000 Jahren.

Erstmals konnte ein internationales Wissenschaftlerteam Genmaterial von ägyptischen Mumien aus der Zeit um 1.400 v. Chr. bis 400 n. Chr. umfassend rekonstruieren und analysieren. Die kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichte Studie zeigt: Heutige Ägypter sind genetisch enger mit den Bewohnern Afrikas südlich der Sahara verwandt, als es die alten Ägypter waren, während diese genetisch am engsten mit den damaligen Bewohnern des Nahen Ostens verwandt waren.

Eine internationale Studie zeigt, dass schon früher als angenommen Pferdezucht betrieben wurde – nämlich bereits in der Eisenzeit, wie DNA aus archäologischen Knochenfunden belegt. Die kürzlich in der Fachzeitschrift Science veröffentliche Studie zeigt zudem, dass Pferde aus der Eisenzeit im Gegensatz zu heutigen Pferden eine viel höhere genetische Vielfalt aufwiesen.

Biomarker sind biologische Merkmale, die Ärzten oder Forschern Hinweise auf den Gesundheitszustand oder Erkrankungen eines Patienten geben können. Große Hoffnungen setzen Wissenschaftler auf einen neuen Typ von Biomarkern, sogenannte microRNAs. Ein internationales Forscherteam hat nun festgestellt, dass solche microRNAs noch nach 5300 Jahren stabil sein können. Sie wiesen die Moleküle in der berühmten Gletschermumie "Ötzi" nach.

In einem gemeinsamen Projekt des Bayerischen Landesamtes für Denkmalpflege und der Staatssammlung für Anthropologie und Paläoanatomie München wurden menschliche Skelette aus frühmittelalterlichen Steinplattengräbern in Bayern erstmals genetisch untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass hier überwiegend Verwandte bestattet wurden.

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.