Früher Genfluss vom modernen Menschen zum Neandertaler

Wissenschaftler finden den ersten genetischen Beleg für menschliche DNA in einem Neandertaler

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.

Grafik: Genfluss vom modernen Menschen zum Neanderthaler

Szenario für die Vermischung zwischen modernen Menschen und Neandertalern: Neandertaler-DNA in heute außerhalb Afrikas lebenden Menschen stammt aus einer Vermischung vor 47.000-65.000 Jahren (grüner Pfeil). DNA moderner Menschen im Neandertaler ist wahrscheinlich das Ergebnis eines früheren Kontakts zwischen beiden Gruppen vor etwa 100.000 Jahren (roter Pfeil). © Ilan Gronau

»Seit der Entschlüsselung des Neandertaler-Genoms wissen wir, dass das Erbgut heute lebender Nicht-Afrikaner Neandertaler-DNA enthält und sich Neandertaler und moderne Menschen miteinander vermischt haben. Diese Vermischung fand vor etwas weniger als 65.000 Jahren statt, als moderne menschliche Populationen sich von Afrika aus über Europa und Asien verbreiteten«, sagt Sergi Castellano vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie. »Jetzt haben wir menschliches Erbgut im Neandertalergenom gefunden, möglicherweise als Ergebnis einer deutlich früheren Vermischung.«

Martin Kuhlwilm vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie durchsuchte das Erbgut eines Neandertalers aus dem Altai-Gebirge in Zentralasien nach Abschnitten, die denen moderner Menschen ähneln. Die Überreste dieses Neandertalers waren in einer Höhle im Altai-Gebirge im südlichen Sibirien nahe der russisch-mongolischen Grenze gefunden worden. Kuhlwilm entdeckte dabei Regionen, die vom modernen Menschen stammen: »Weil heute lebende Nicht-Afrikaner Neandertalerspuren im Genom haben, waren deren Daten für unsere Studie nicht geeignet. Stattdessen verwendeten wir die Genome von heute in Afrika lebenden Menschen, um solche Mutationen zu identifizieren, die die meisten von ihnen gemeinsam haben. Einige dieser Mutationen treten im Neandertalergenom aus dem Altai-Gebirge gehäuft in denselben Regionen auf, was auf eine Vermischung hindeutet«, ergänzt Kuhlwilm.

Im Gegensatz zu dem Neandertaler aus dem Altai-Gebirge enthielt das Erbgut zweier Neandertaler aus europäischen Höhlen, welche die Forscher im Rahmen der Studie ebenfalls sequenziert haben, keine Abschnitte von modernen Menschen und damit keinen Hinweis auf einen Genfluss von Nachfahren moderner Menschen ins Neandertalergenom.

Die Wissenschaftler untersuchten außerdem das Genom des Denisova-Menschen, einer anderen ausgestorbenen Menschenart aus derselben Höhle im Altai-Gebirge. Doch im Gegensatz zum Genom dieses Neandertalers enthielt das Denisova-Genom keine moderne menschliche DNA. »Das Signal, das wir im Altai-Neandertaler sehen, stammt wahrscheinlich von einem Vermischungsereignis, das erst stattfand, nachdem diese spezielle Neandertaler-Linie vor etwas mehr als 100.000 Jahren begann, sich von der Linie seiner europäischen Cousins getrennt weiterzuentwickeln«, erklärt Adam Siepel vom Simons Center for Quantitative Biology des Cold Spring Harbor Laboratory. Das bedeutet aber nicht, dass sich moderne Menschen zu keinem Zeitpunkt oder an anderen Orten mit Denisova-Menschen oder europäischen Neandertalern vermischt haben könnten.

Getrennte Wege

Das im Altai-Neandertaler enthaltene moderne menschliche Erbgut scheint von einer Gruppe moderner Menschen zu stammen, die sich früh von anderen Menschen abspaltete, »etwa zu der Zeit, als heute lebende afrikanische Populationen sich voneinander trennten, also vor etwa 200.000 Jahren«, ergänzt Gronau, ein ehemaliger Mitarbeiter aus Siepels Team, der jetzt am Herzliya Interdisciplinary Center in Israel forscht.

Der moderne Mensch, der Gene an diesen speziellen Neandertaler weitergegeben hatte, muss zu einer Population gehört haben, die den afrikanischen Kontinent verlassen hat, bevor die Vorfahren heute lebender Europäer und Asiaten vor etwas weniger als 65.000 Jahren aus Afrika auswanderten, so die Forscher. Es muss also einen großen zeitlichen Abstand gegeben haben zwischen dem Zeitpunkt, als sich diese Gruppe vor etwa 200.000 Jahren vom Stammbaum des modernen Menschen »abzweigte« und dem Zeitpunkt, als sie ihr Erbgut vor etwa 100.000 Jahren an den Altai-Neandertaler weitergab, bevor sie schließlich selbst ausstarb.

Publikation

Martin Kuhlwilm, Ilan Gronau, Melissa J. Hubisz, Cesare de Filippo, Javier Prado, Martin Kircher, Qiaomei Fu, Hernán A. Burbano, Carles Lalueza-Fox, Marco de la Rasilla, Antonio Rosas, Pavao Rudan, Dejana Brajkovic, Željko Kucan, Ivan Gušic, Tomas Marques-Bonet, Aida M. Andrés, Bence Viola, Svante Pääbo, Matthias Meyer, Adam Siepel and Sergi Castellano
Ancient gene flow from early modern humans into Eastern Neanderthals
Nature; 17 February, 2016
DOI 10.1038/nature16544

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