Paläoanthropologie Weitsprung des Geistes

Deutsche Genetiker wollen das Rätsel Mensch lösen: Was machte unsere Art vor 200000 Jahren zu kreativen Wesen? Das soll ein Vergleich mit den Erbanlagen des Neandertalers zeigen.

Es ist der letzte Tag des Neandertaler-Kongresses. Die Bonner Luft ist schwül an diesem Morgen im Juli, und in der Pause braucht Jean-Jacques Hublin trotz der Hitze einen Kaffee. Doch da steht im Gedränge sein Kollege Ian Tattersall, gut 1,90 Meter groß, und blockiert den Ausschank. »Guten Morgen, bin ich im Weg?«, ruft er, schlägt dem untersetzten Franzosen die Hand auf die Schulter und lacht. »Weißt du, Jean-Jacques, ich steh dir doch schon seit Jahren im Weg.«

So sehen Freundschaften unter Paläoanthropologen aus – ein seltenes Phänomen in der Gilde der Urmenschenforscher. Häufiger fliegen die Fetzen. Die Konkurrenz um »Claims«, die Grabungslizenzen, ist erbarmungslos. Auch beim Streit um Interpretation, Zuordnung und Datierung von Fossilien und Steinwerkzeugen pflegt die Zunft gern die schärfste Tonart. Und was Hublin, Tattersall und all die anderen Koryphäen der Szene beim Bonner Kongress 150 Years of Neanderthal Discoveries an diesem Morgen zu hören bekommen hatten, versetzte die traditionell streitlustige Meute erst recht in Aufruhr.

Da hatte der Paläogenetiker Svante Pääbo, wie Hublin Abteilungsdirektor am Leipziger Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie (Eva), den Delegierten klar gemacht, dass er die drängendsten Fragen der Zunft nun zu lösen gedenke – mittels der Genforschung. Sein Team, so verkündete Pääbo, werde das gesamte Erbgut des Neandertalers entschlüsseln. In nur 24 Monaten soll die komplette Genausstattung des vor rund 30000 Jahren ausgestorbenen Cousins der Menschheit vorliegen – ein Vorhaben, das alle Experten, allen voran Pääbo selbst, noch vor wenigen Jahren als undurchführbar abgetan hatten.

Doch was damals wie Traumtänzerei anmutete, ist heute, angesichts der rasanten Leistungssteigerung der Genlesetechnologien, durchaus realistisch, zumindest im Prinzip. Aus herausgesägten Blöckchen fossiler Knochen und Zähne wollen die Eva-Forscher die längst zerbröselten Reste der Neandertaler-Gene herausfischen. Wissenschaftler der US-Firma 454 Life Sciences sollen die kleinen, höchstens 100 Bausteine umfassenden Genfragmente entziffern. Danach müssen die einzelnen Puzzlestücke zum drei Milliarden Bausteine umfassenden Steinzeitler-Genom zusammengesetzt werden. Als Vorlage wird das Erbgut seiner überlebenden Verwandten dienen: das menschliche Genom und das des Schimpansen.

Seit der kühne Plan der Max-Planck-Wissenschaftler durchsickerte, debattiert die Fachwelt das Für und Wider des Vorhabens. Zwar wäre die Rekonstruktion aller Erbanlagen des ausgestorbenen Vormenschen ohne Zweifel als wissenschaftliche Glanztat zu werten. Doch in Wahrheit geht es um weit mehr. Pääbos Fahndung zielt ins Herz der Anthropologie, auf eine Grundfrage aller Forschung und der Philosophie – und auf den Nobelpreis. Er will das Rätsel Homo sapiens entschlüsseln.

Ein geheimnisvoller Schachzug der Evolution sorgte vor 200000 Jahren für den Auftritt des Menschen. Ein »mysteriöses Tier«, schrieb der Anthropologe Tattersall in Becoming Human , »tief verwurzelt in der Biologie, doch scharf davon getrennt durch seine kognitive Macht«. Irgendwann zu dieser Zeit muss sich im Erbgut dieses Wesens ein Umbau mit dramatischen Folgen vollzogen haben, die Netzwerke seiner Gene folgten plötzlich einem neuen Muster. Sie müssen die biologische Essenz des modernen Menschen enthalten, die Grundlage für seinen symbolisch denkenden Verstand, seine Fähigkeit zu komplexer Sprache, zu Technologie, Kunst und Krieg. Doch welche Umbauten im Regelwerk der Gene bewirkten den Weitsprung des Geistes?

Die Antwort sucht Pääbos Paläotruppe nun im Vergleich mit den Erbmolekülen der Neandertaler. Von Anfang an stand der Ureuropäer im Zentrum der Debatte um das Rätsel Mensch. Mit dem Fossilienfund im Neandertal bei Düsseldorf begann nicht nur die Erforschung der europäischen Vormenschen. Die Entdeckung von 1856 war zugleich die Geburtsstunde der Paläoanthropologie, der Startschuss für die Erkundung der Evolution des Menschen und seiner Vorfahren.

Seither bargen die Forscher in zahllosen Grabungskampagnen Hunderte Fossilien aus den vergangenen sechs Millionen Jahren Hominidenevolution. Weit über ein Dutzend Arten archaischer Wesen haben sie dabei entdeckt. Doch ein gesicherter Stammbaum existiert bestenfalls in groben Zügen.

Auf der Suche nach der Geheimformel für den menschlichen Intellekt

Keine Kreatur, die je auf der Erde lebte, dürfte dem Menschen ähnlicher gewesen sein als der Neandertaler. Über die mentalen Kapazitäten des Homo sapiens verfügte das Urvolk allerdings nicht in vollem Umfang. Symbolisches Denken – unabdingbar beim Erschaffen von Kunst, Musik, Schmuck, Ornamenten und Grabbeigaben – sei dem Neandertaler fremd gewesen, versichern die meisten Fachleute. »Ich betrachte die Neandertaler mit viel Sympathie«, sagt Hublin, »schließlich habe ich mein ganzes Arbeitsleben mit ihnen verbracht. Aber sie waren biologisch anders als ich.«

Das mentale Manko der Frühmenschen orten die Forscher im Erbgut. Die Genausstattung der Neandertaler will Pääbos Team nun aus Knochenproben des Originalfundes im Neandertal und rund 45000 Jahre alter Fossilien aus der Vindija-Höhle in Kroatien bergen. »Wir drücken uns die Daumen, dass wir noch weitere Funde benutzen können«, sagt Pääbo. Dafür ist sein Kollege Hublin zuständig. Er arbeitet an Fundstätten in Frankreich und verfügt über beste Kontakte in der Szene der Fossilienjäger.

Schon vor einem Jahr hatten die Leipziger im Verein mit Edward Rubin vom kalifornischen Joint Genome Institute einen Testlauf für das Neandertaler-Genom-Projekt gestartet (ZEIT Nr. 28/05). »Die Technik ist da«, verkündete Rubin damals, »es ist Zeit, den Neandertaler zu machen.« Im Mai präsentierte Pääbo erste Resultate: 0,03 Prozent des Neandertaler-Genoms habe man sequenziert, eine Million Genbausteine. Die Befunde zeigten, dass vor allem das männliche Geschlechtschromosom des Ureuropäers Unterschiede zum Menschen aufweise.

Mit Spannung erwarten die Gelehrten nun die Resultate der Rekonstruktion. »Das wird uns ganz neue Einblicke in die Biologie und das Wesen der Neandertaler verschaffen«, prophezeit der Paläoanthropologe Chris Stringer vom Natural History Museum in London, »ein aufregendes Projekt.« Ruhen erst all die Gene der Neandertaler in den Datenbanken, so hoffen die Forscher, werde man womöglich Haut- und Augenfarbe der Urmenschen ermitteln können, ihre Haartönung bestimmen und feststellen, ob sie Locken oder glatte Haare trugen. Den Erbinformationen ließen sich vielleicht auch erstmals Hinweise auf ihre Hirnentwicklung entlocken.

Womöglich liefert die Genfahndung sogar Informationen über ihr Sprachvermögen: Das FoxP2-Gen ist bei Menschen von großer Bedeutung für die Sprache. Ist es defekt, stellten die Eva-Forscher vor einigen Jahren fest, resultieren schwere Defizite in der Grammatik und beim Artikulationsvermögen. Menschen besitzen eine unter den Säugetieren einzigartige Variante des FoxP2-Gens. Sollte auch der Neandertaler über diese besondere Genvariante verfügt haben, wäre das ein Indiz für hoch entwickelte linguistische Fertigkeiten des Urmenschen.

Doch das sind nur die vordergründigen Ziele. Dank der Erkundung im Steinzeitler-Erbgut, so lautet Pääbos Kalkül, könne es gelingen, die Essenz des Menschlichen zu umreißen: Wie lautete vor 200000 Jahren in der Lotterie der Evolution die Superzahl, gleichsam die genetische Geheimformel für den Menschen und seinen Intellekt?

Im Prinzip und sehr vereinfacht ist das Vorhaben der deutsch-amerikanischen Rechercheure eine reine Subtraktionsrechnung. Die evolutionären Wege von Schimpanse und Mensch trennten sich vor rund sechs Millionen Jahren, sie unterscheiden sich in etwa einem Prozent ihrer Erbinformation. Im direkten Vergleich beider Genome sollen Bioinformatiker diese Gendifferenzen heraussieben.

Sucht man die Bereiche, in denen sich Mensch und Schimpanse unterscheiden, nach allen Genabschnitten ab, die der Neandertaler mit dem Schimpansen teilt, so findet man die entscheidenden genetischen Veränderungen, die zur Genessenz des Menschlichen zählen könnten. In diesem Destillat, in nur 0,04 Prozent der Erbinformation, so lautet die Hoffnung der Leipziger Paläogenetiker, könnte die Antwort auf die Grundfrage nach Herkunft und Wesen des Menschen zu finden sein.

Die Aussicht auf derlei entscheidende Erkenntnisgewinne machte offenbar auch auf die Münchner Zentrale der Max-Planck-Gesellschaft Eindruck. Fünf Millionen Euro bewilligte man Pääbo dort für sein Projekt. »Wir wollten mal was Verrücktes riskieren«, schmunzelt Herbert Jäckle, »und es war nicht leicht, das hinzukriegen.« Immerhin sei der Neandertaler in Deutschland entdeckt worden, sagt der MPG-Vizepräsident, »da ist sein Erbgut doch eine deutsche Aufgabe.«

Leider verfügt Deutschland zwar über manches Fossil, aber nicht über die Technologie zur Entzifferung, mit der das Projekt zu bewältigen wäre. Das Geld fließt deshalb in die Kasse von 454 Life Sciences. Die Sequenziergeräte der US-Firma entziffern 25 Millionen Genbausteine in fünf Stunden.

Bei aller Begeisterung über Pääbos Anstrengungen – unter den Paläogenomikern regt sich auch Kritik. Über die Akkuratesse der Neandertaler-Gendaten, prophezeien Kenner der Szene, werde man sich noch Jahre streiten. In der Tat erscheint manches ungereimt im Forschungsplan der Leipziger. Auch die Pressekonferenz zur offiziellen Bekanntgabe des Projekts, just einen Tag vor Beginn des Bonner Neandertaler-Kongresses, ließ vieles im Unklaren.

Das Erbmaterial unseres Vorfahren ist verschmutzt – durch Forscher-DNA

Man werde rund 70 Milliarden Genbausteine lesen müssen, um das auf 3,2 Milliarden Basenpaare taxierte Erbgut der Neandertaler zu entziffern, erklärte Pääbo dort. Denn nur fünf Prozent der aus den fossilen Knochen isolierten Genfragmente stammen wirklich von Neandertalern. Der Rest ist Erbmaterial von Mikroben. Niemand kann im Ernst glauben, dass die Sache so einfach über die Bühne geht, und in der Fachwelt tut das auch niemand. »Wir werden uns seine Daten sehr sorgfältig ansehen«, sagt Stephan Schuster, ein deutscher Genomforscher von der Penn State University, der mit seinen Kollegen vor kurzem große Teile des Mammut-Erbguts entziffert hat.

Jene fünf Prozent Erbmaterial nämlich, auf die es die Forscher abgesehen haben, bergen in der Praxis jede Menge Probleme. Was die Wissenschaftler da aus dem zermahlenen Knochen pressen, sind nur klein gehackte Trümmer. Diese Bruchstücke entstehen in dem Jahrzehntausende währenden Zersetzungsprozess aber rein zufällig. Daher kann es nicht ausreichen, Genfragmente des Neandertalers mit einer Gesamtlänge von 3,2 Milliarden Bausteinen zu lesen. Positioniert man diese auf der Vorlage des menschlichen Erbguts, so werden große Bereiche des Neandertaler-Genoms mehrfach vorhanden sein – und ebenso große Lücken klaffen.

Außerdem sind die alten Erbmoleküle durch chemische Prozesse geschädigt, was zu Buchstabenfehlern bei der Entzifferung führt. Auch sind die Fossilien – seit Jahrzehnten von Forschern angefasst – mit reichlich Menschengenen kontaminiert. Die sind aber vom Genmaterial des Neandertalers kaum zu unterscheiden. »Es ist eine enorme technische Herausforderung«, sagt der Sequenzierer Michael Egholm von 454 Life Sciences.

All die technischen Probleme lassen sich durch mehrfaches Lesen mehrerer Genome von mehreren Neandertalern lösen. Dabei kann man der Lesefehler ebenso Herr werden wie des Problems der Verunreinigung durch Menschen-DNA. Allerdings wird dazu eine gigantische Leseleistung nötig sein: Nicht 70, sondern wohl mehr als 700 Milliarden Genbausteine gilt es zu entziffern. »Ein vollständiges Neandertaler-Genom wird es so schnell bestimmt nicht geben«, sagt Hendrik Poinar von der kanadischen McMasters University.

Denn dafür brauchten die Eva-Forscher mehr Knochen, viel mehr Geld und die Entschlüssler sehr viel mehr Maschinen. Doch den Deutschen sitzt bereits die Konkurrenz im Nacken; mindestens zwei anderen Forschergruppen wird nachgesagt, an ähnlichen Projekten zu feilen. Auf der Jagd nach den Meriten ist daher Eile angesagt. Und Pragmatismus. »Es wird wohl eher ein probalistisches Genom des Neandertalers herauskommen«, gestand Pääbo bei seiner Pressekonferenz. Will sagen, Fehler, Lücken und Unsicherheiten werden im großen Wurf mit inbegriffen sein.