Gehirn-Stammzellen des modernen Menschen machen weniger Fehler bei der Verteilung ihrer Chromosomen auf die Tochterzellen

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.

Wo die Ursprünge der frühesten Angehörigen der Gattung Mensch (Homo) liegen und wie diese verbreitet waren, wird in der Paläoanthropologie nach wie vor heftig diskutiert. Dabei kommt fossilen Zahnfunden aus Südafrika eine besondere Bedeutung zu. Eine neue Studie zeigt nun, dass höchstens sieben der bislang den Frühmenschen zugerechneten Zähne aus dieser Region tatsächlich zur Gattung Homo gehören. Die anderen Fossilien stammen von den beiden Vormenschen-Gattungen Australopithecus oder Paranthropus.

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.

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.

Alte Genome werfen neues Licht auf die frühesten Europäer und ihre Beziehungen zu den Neandertalern

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.

Neue fossile Funde und genetische Erkenntnisse deuten darauf hin, dass es nicht den einen geografischen und zeitlichen Ursprung des modernen Menschen gibt.

80.000 Jahre alter Neandertaler offenbart kulturelle und genetische Verbindungen zwischen Polen und dem Nordkaukasus

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.

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.

Ein internationales Forschungsteam berichtet über neue Fossilien des Homo sapiens aus der Bacho-Kiro-Höhle in Bulgarien. Diese wurden auf ein Alter von etwa 45.000 Jahren datiert und zusammen mit Steinwerkzeugen, den Überresten gejagter Tiere, Knochenwerkzeugen und persönlichen Schmuckgegenständen gefunden. Die neuen Entdeckungen dokumentieren den frühesten bekannten Homo sapiens aus dem Jungpaläolithikum und verschieben den Beginn dieses bedeutenden kulturellen Übergangs in Europa weiter in die Vergangenheit. Die am Fundort ausgegrabenen Steinwerkzeuge verbinden die Bacho-Kiro-Höhle mit Funden in ganz Eurasien, bis in die Mongolei im Osten.

Sibirische Neandertaler stammten von verschiedenen europäischen Populationen ab

In Südsibirien haben mindestens zwei verschiedene Neandertaler-Gruppen gelebt, von denen eine aus Osteuropa kam: Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) anhand von DNA-Analysen.

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 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.

Genetische Spuren für weitere Einwanderung nach Europa vor 220.000 bis 470.000 Jahren entdeckt

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.

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.

Erbgut von Hominiden aus der Fundstätte Sima de los Huesos belegt Verwandtschaft mit Neandertalern

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.