Paläoanthropologie

Der Fremde in unserem Kopf

Forscher haben im Erbgut des Menschen das Gen eines anderen Hominiden entdeckt. Es zeigt, dass die Urmenschenarten sich untereinander paarten.

Als die Nachricht aus Chicago nach Deutschland durchsickerte, begann in Svante Pääbos Labor ein Wettlauf gegen die Uhr. Hastig durchstöberten die Forscher im Leipziger Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie (EVA) ihre Gendatenbanken. Nur eine einzige passende Sequenz – und sie könnten die Befunde der Amerikaner noch toppen.

Seit 2005 ist das Team des Paläogenetikers Pääbo damit beschäftigt, Licht in ein entscheidendes Kapitel menschlicher Vorgeschichte zu bringen. Die EVA-Forscher haben sich zum Ziel gesetzt, das Erbgut der seit 30000 Jahren ausgestorbenen Neandertaler vollständig zu entziffern. Vorletzte Woche galt die eilige Computerrecherche einem ganz besonderen Stück Erbinformation – einem, das Genomforscher und Anthropologen seit Jahren in Atem hält. Meist war es die Genetikertruppe von Bruce Lahn in Chicago, die mit ihren Ergebnissen das Aufsehen erzeugte.

So auch jetzt: Lahn verkündete eine Nachricht, die geeignet scheint, die halbe Urmenschenforschung samt der Genomerkundung gründlich umzukrempeln. In grauer Vorzeit, so ergeben die neusten Befunde aus dem Howard Hughes Medical Institute, sei es mindestens gelegentlich zum Tête-à-tête zwischen modernen Menschen und archaischen Hominiden gekommen – und die Xenoromanzen blieben nicht ohne Folgen. Lahns Daten zeigen nicht nur, dass dabei Kinder gezeugt wurden, gesund genug, um erwachsen zu werden und sich fortzupflanzen. Über die Mischlinge drang auch das Erbgut der Vormenschen in die genetische Ausstattung der modernen Menschheit ein.

Die meisten dieser archaischen Erbinformationen sind im Lauf der vergangenen Jahrzehntausende wohl verloren gegangen. Doch nicht alle: Eine Erbanlage der Vormenschen, ausgerechnet das für die Hirnentwicklung bedeutsame Microcephalin-Gen, hat sich seither unter den Menschen mit Macht verbreitet und seinen ursprünglichen menschlichen Kollegen weitgehend verdrängt. 70Prozent der Weltbevölkerung leben heute mit dem Gen der archaischen Aliens im Erbgut. Und, verkündet Lahn: »Wir sind noch einigen weiteren Genen des Homo sapiens auf der Spur, die nicht menschlicher Herkunft sind.«

War es eine Romanze mit dem Neandertaler?

Mit Verve debattieren die Fachgelehrten nun über die Befunde aus Chicago. Die große Frage laute nun: »Wer waren die anderen?«, sagt Pääbos Leipziger Kollege Jean-Jacques Hublin. Eine gesicherte Antwort hat auch Lahn derzeit nicht zu bieten. Immerhin liefert seine Untersuchung einige handfeste Indizien. Hauptverdächtig sind ausgerechnet – die Neandertaler, jenes eurasische Urvolk, auf das Homo sapiens traf, als er aus Afrika aufbrach, den Rest der Welt zu erobern.

So erklärt sich die Aufregung, die Lahns Resultat bei Svante Pääbo und seinen Mitarbeitern am Leipziger Max-Planck-Institut auslöste. Denn sie haben inzwischen, in Allianz mit dem US-Unternehmen 454 Life Science, dem Team des kalifornischen Genomexperten Edward »Eddie« Rubin vom Joint Genome Institute des US-Department of Energy und dem Lawrence Berkeley National Laboratory, die umfassende Erkundung des Neandertaler-Erbguts vorangetrieben.

In dieser Woche haben die Paläogenetiker ihre bereits angekündigten ersten Ergebnisse bekannt gegeben, gleichzeitig in den beiden bedeutendsten Wissenschaftsmagazinen Science und Nature . Aus der winzigen Knochenprobe eines besonders gut erhaltenen Neandertaler-Fossils aus Kroatien hatten sie Reste der Erbsubstanz geborgen. Knapp eine Million Bausteine aus den Gensequenzen des Vorzeitlers haben die Wissenschaftler mittlerweile entziffert.

Was lag da näher, als in den bereits gesicherten Gendaten nach dem Microcephalin-Gen der Neandertaler zu fahnden? Fände man jene Genvariante, die sich nach Bruce Lahns Erkenntnissen aus einer vormenschlichen Art im Genbestand der Menschheit verbreitet hat, auch beim Neandertaler, so wäre dieser als Sexpartner aus der Steinzeit enttarnt. »Wir haben sofort nach dem Microcephalin-Gen der Neandertaler gesucht«, sagt der EVA-Wissenschaftler Robert »Ed« Green. »Leider«, gesteht der junge Amerikaner, »haben wir es noch nicht.«

Das ist indes nur eine Frage der Zeit. Denn die Erkundung des Urmenschenerbguts steht am Anfang. Die bislang entzifferten Erbmoleküle enthalten erst 0,04 Prozent des gesamten Neandertaler-Genoms. Doch die bisherigen Erfahrungen zeigten, so versichern Pääbo und Rubin in ihren Forschungsberichten von dieser Woche, dass die vollständige Entzifferung machbar sei. »In 18 Monaten werden wir es geschafft haben«, sagt Green.

Erst die zuvor unerreichbare Leseleistung der 454-Laborroboter macht das ehrgeizige Ziel der EVA-Forscher überhaupt realisierbar. Dennoch lauern technische und wissenschaftliche Unwägbarkeiten zuhauf. Die Entzifferung der verwitterten und im Lauf der Jahrtausende klein gehäckselten Erbsubstanz aus den Fossilien ist störanfällig. Vor allem chemische Veränderungen an den DNA-Strängen können bei der Entzifferung zu Lesepannen führen. Selbst wenn 2008 ein erster Entwurf des Neandertaler-Genoms vorliegt – er wird lückenhaft und fehlerbehaftet sein.

Die Genetiker sind auf der Suche nach dem Kern des Menschlichen

Doch schon dann kann Pääbo sein eigentliches Ziel ansteuern. Mit einem genetischen Dreisatz aus den Erbdaten des Menschen, des Schimpansen und dann des Neandertalers wollen die EVA-Forscher zur Essenz des Menschlichen vorstoßen: zur genetischen Geheimformel für seinen Intellekt . Im direkten Vergleich der Gendaten, so lautet das Kalkül, könne man jene genetischen Besonderheiten heraussieben, die den Menschen auszeichnen. In diesem Destillat – nach heutigen Berechnungen macht es nur 0,04 Prozent der menschlichen Erbinformation aus – hoffen die Leipziger Paläogenetiker die Antwort auf die Grundfrage nach Herkunft und Wesen des Menschen zu finden.

Dann wird sich wohl klären lassen, was die Fachgelehrten derzeit umtreibt. Gehört auch das Microcephalin-Gen zur Rezeptur des Geistes? Und ist jene Version des Gens, die heute im Erbgut der meisten Menschen ihren Dienst versieht, womöglich ein Erbe der Neandertaler?

Noch vor 45000 Jahren beherrschte dieses Urvolk Europa und Teile Asiens unangefochten, gut 15000 Jahre später erlagen die Letzten von ihnen dem Ansturm der afrikanischen Invasoren. Verdrängt, vielleicht von eingeschleppten Infektionen dezimiert oder regelrecht ausgerottet, verlieren sich ihre Spuren im Dunkel der Vorgeschichte. Doch gaben sie vor ihrem Ende noch Erbgut an ihre Bezwinger weiter? Bestehen manche ihrer Gene bis heute in unseren Zellkernen fort?

Nur ein paar wenige Mischlinge verankerten das neue Gen

Nach Lahns Befunden begann die Geschichte schon vor 1,7 Millionen Jahren (siehe Grafik). Zu dieser Zeit lebte ein Hominidenahn, in dessen Gehirn bereits ein ursprüngliches Microcephalin-Gen wirkte. Doch vor 1,1 Millionen Jahren spaltete sich die Population auf. Ein Teil durchlief die Evolution zu archaischen Wesen – vielleicht zum Homo erectus und zum Neandertaler. In diesen Geschöpfen veränderte sich das ursprüngliche Microcephalin-Gen durch zufällige Mutationen. Es wurde zu der Variante D-Microcephalin. Über viele Jahrhunderttausende, folgert Lahn, gab es keine Vermischung mit der anderen Population. Doch auch diese wandelte sich allmählich. Auch in ihr entstand eine veränderte Genvariante: Non-D-Microcephalin. Als dann vor 200000 Jahren der Mensch entstand, erbte er diese Variante von seinem – unbekannten – Vorgänger und behielt sie lange Zeit.

Bis sich in einer ohnehin dramatischen Phase der Menschheitsgeschichte wieder etwas änderte. Vor rund 50000 Jahren verließen erste Pioniergruppen des Homo sapiens die afrikanische Heimat und drangen in den Vorderen Orient und weiter entlang der Küsten bis nach Indien und Südostasien vor. Andere wandten sich westwärts, zum Kaukasus und nach Europa. Doch die neu eroberten Landstriche waren keineswegs unbesiedelt. In Europa und Westasien trafen die Menschen bei ihrem Vormarsch auf die Neandertaler, im Südosten womöglich noch auf Nachfahren des Homo erectus.

Genau in dieser kritischen Periode, ergaben Lahns Berechnungen, tauchte plötzlich die D-Variante des Microcephalin-Gens unter den Menschen auf – die Invasoren aus Afrika müssen sich mit einem der eingesessenen Urvölker gekreuzt haben. Sexuelle Fraternisierung auf breiter Front schließen die Analysen der Amerikaner aus. Doch schon wenige Mischlinge genügten offenbar, um auch das neue Microcephalin-Gen im menschlichen Erbgut zu verankern.

Wie alt die evolutionäre Trennung beider Genvarianten ist, zeigen die drastischen Unterschiede in den Gensequenzen. Dennoch konnten beide ihre Funktion erfüllen. Auch bei heutigen Menschen gibt es bislang keine klaren Unterschiede zwischen den Trägern jeweils einer Variante des Gens. Welche Aufgabe das Microcephalin-Gen heute hat, ist noch weitgehend ungeklärt. Vermutlich ist das Gen an der Hirnentwicklung beteiligt. Denn Mutationen, die zu einem echten Defekt des Gens führen, ziehen ein bizarres Krankheitsbild nach sich: Mikrocephalie. Das Denkorgan der Betroffenen erreicht nur die Größe eines Schimpansenhirns, ist aber anatomisch normal gebaut. Gleichwohl leiden Mikrocephalie-Patienten unter einer mehr oder minder schweren geistigen Behinderung.

Was immer die genaue Rolle des Microcephalin-Gens sein mag, wichtig muss sie in jedem Falle sein. Denn kaum war die D-Variante des Gens im Menschen angekommen, verbreitete sie sich im Eiltempo. Binnen 2000 Generationen schnellte ihre Häufigkeit in der Bevölkerung von null auf 70 Prozent hoch – ein Phänomen, das die Evolutionsforscher als positive Selektion bezeichnen. Entweder, so lautet die Erklärung, hatten Träger der eingekreuzten Genvariante bessere Überlebenschancen, oder sie zeugten einfach mehr Kinder. Auf Eurasien als Schauplatz der Vermischung deutet auch die Verteilung der Genvarianten. Dort ist ihr Anteil unter den Menschen mit 80 Prozent am höchsten. In Afrika dagegen kommt sie deutlich seltener vor.

Auf manchen Konferenzen brüllten die Fachleute einander an

Der Neandertaler sei daher »der beste Kandidat für die Vermischung«, sagt Lahn. Doch er ist keineswegs der einzige. »Wenn das Modell stimmt«, sagt der US-Paläoanthropologe Ian Tattersall, »dann gibt es jede Menge Anwärter in Afrika oder Asien, und von den meisten dieser archaischen Populationen wissen wir fast nichts.«

Mit diesen Erkenntnissen, so unabweisbar sie auf den ersten Blick erscheinen, bewegt sich Lahns Forschertruppe allerdings in schwer vermintem Gelände. »Wir hatten große Schwierigkeiten mit den Fachgutachtern, als wir die Ergebnisse veröffentlichen wollten«, erzählt der Genetiker. Kein Wunder: Um die Frage einer möglichen Vermischung von Mensch und Neandertaler streiten sich die Gelehrten seit Jahren so erbittert, dass manche Fachkonferenzen zu Brüllshows eskalierten. Die Minderheitsfraktion, angeführt von den amerikanischen Paläoanthropologen Milford Wolpoff und Erik Trinkaus, postuliert, Mensch und Neandertaler seien keine separaten Spezies gewesen, hätten sich also vermischen können und dies bei der Besiedelung Europas vor 40000 Jahren auch getan.

Als Beweis führt Trinkaus seine Ergebnisse aus der Untersuchung menschlicher Fossilienfunde aus der fraglichen Zeit an. Bei der Vermessung der Knochenreste erkannte er ein Mosaik aus menschlichen und Neandertaler-Merkmalen. Die meisten anderen Fachleute winken allerdings ab: Trinkaus habe die Knochen falsch interpretiert. Nun aber dürfte er sich durch die Genbefunde bestärkt fühlen.

Trifft Lahns Szenario zu, so wankt das Denkgebäude der Anthropologen bis in die Fundamente. Denn das Gros der Forschergemeinde hatte die Ahnengeschichte des Menschen bislang als einen weit verzweigten Stammbaum strikt getrennter Arten betrachtet. Wenn aber selbst der moderne Mensch sich mit ihnen paaren konnte, so waren auch die anderen, längst ausgestorbenen Mitglieder der Gattung Homo womöglich miteinander fruchtbar.

In letzter Zeit häufen sich die Indizien für den Paradigmenwechsel: Auch Pääbos Recherchen im Neandertaler-Genom ergaben Anhaltspunkte für eine begrenzte Vermischung mit dem Homo sapiens. Und das ist wohl längst nicht die ganze Geschichte: Aus ihren Analysen der Erbinformation heutiger Menschen folgern Vincent Plagnol und Jeffrey Wall von der University of Southern California in Los Angeles, dass es nicht nur in Europa, sondern auch in Afrika zur Vermischung früher Menschen mit anderen Urpopulationen gekommen sei.

Solche Vermischungen, selbst wenn sie selten waren, haben womöglich die gesamte Evolution der Menschheit und ihrer Vorfahren vorangetrieben, indem sie den Austausch vorteilhafter Gene ermöglichten. Sind also der Mensch und seine Vorläufer – etwa Homo erectus oder Homo heidelbergensis – in Wahrheit nur Varianten einer gemeinsamen Spezies Homo?

»Arten sind eine menschliche Kategorie«, sagt Joachim Burger, »das haben wir uns ausgedacht, um miteinander reden zu können.« Die Natur hingegen, meint der Mainzer Paläogenetiker, kenne das Konzept der Arten nicht: »Die Evolution arbeitet mit Populationen.« Und solange die Natur es zuließ, dürfte es – Motto: Jedes Dorf hat sein wildes Gretchen – in der Steinzeit hin und wieder zu exotischen Amouren am Höhlenfeuer gekommen sein.

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