Neandertalergenom Die Formel Sapiens

Von Menschen und Neandertalern: Forscher entdecken in den Genen Spuren einer gemeinsamen Vergangenheit. Unterschiede aber zeigen, was unsere Spezies so einzigartig macht.

Viel ist nicht geblieben. Aus dem Mittelpunkt des Universums verjagt, dann vom Thron der Schöpfung gestoßen. Der Mensch, eine Existenz ohne Sinn und Bestimmung. Voll seelenloser Tristesse zeichnen die Befunde der Wissenschaft die Stellung des Menschen in der Natur – ein harter Gegenschnitt zum abendländischen Menschenbild. In der vergangenen Woche bekam das Bild des Menschen einen weiteren Makel: Homo sapiens hat sich noch in jüngerer Vergangenheit mit »niederen« Verwandten gepaart, verkündeten internationale Wissenschaftler in der Zeitschrift Science. Auf zwölf Druckseiten, für das Magazin ungewöhnlich üppig, präsentierte das 56-köpfige Team um den Paläogenetiker Svante Pääbo vom Leipziger Max-Planck-Institut (MPI) für Evolutionäre Anthropologie den ersten Report zur Entzifferung des Neandertaler-Genoms – und wartete mit einer spektakulären Botschaft auf . »Menschen hatten Sex mit Neandertalern«, verkündeten Tagesschau und heute-journal bereits am Donnerstagabend. Tags darauf war die Nachricht von der humanen Promiskuität in allen Tageszeitungen zu lesen.

»Gratulation an die Jungs, ein außerordentlicher Befund«, urteilt der britische Anthropologe Paul Mellars von der Cambridge University . »Das bedeutet, Menschen und Neandertaler gehörten ein und derselben Spezies an.« Die Menschheit ist demnach nichts weiter als die letzte überlebende Population der Sippe Homo – eine von vielen, die lange Zeit vor und mit ihr existierten. Bis zu vier Prozent des menschlichen Erbmaterials stammten nach den bisherigen Befunden aus dem Genbestand der ausgestorbenen Frühmenschen, rechnen die Forscher vor. Man habe gezeigt, dass Mischlinge zwischen beiden Menschengruppen biologisch möglich waren, versichert Pääbo: »Es konnte passieren, und es ist tatsächlich passiert.«

In der Aufregung um die steinzeitlichen Mesalliancen – sex sells – ging die weitaus brisantere Nachricht beinahe unter. Ziel des seit 2006 vorangetriebenen Forschungsfeldzugs war es nie, etwaige Beiträge des Vorzeitlers zum genetischen Erbe der Menschheit zu beleuchten. Sein Genom wurde nicht durchbuchstabiert, um festzustellen, ob er rothaarig und blasshäutig war (wahrscheinlich) oder sprachbegabt (eher unklar) – es ist Mittel zum Zweck: Die Rekonstruktion des Neandertalers dient der Dekonstruktion des menschlichen Geistes.

Die Neandertaler repräsentierten eine fremde Intelligenz

Kein Wesen in der bekannten Evolutionsgeschichte war dem Menschen so ähnlich wie diese frühen Europäer, und dennoch waren sie ihm an Schöpfergeist ganz offenbar unterlegen. »Die Neandertaler waren keine Aliens«, sagt der Harvard-Forscher George Church , »doch sie repräsentierten eine fremde Intelligenz.« Was genau also fehlte ihnen, und was hat der Mensch ihnen voraus? Welche besondere Raffinesse liegt der conditio humana zugrunde, der menschlichen Natur?

In der belebten Natur ist das Menschenhirn eine überlegene Macht. Sein Denken reicht zum Anfang des Universums, in fernste Galaxien und hinein in die nur noch mathematisch fassbaren Bausteine der Materie. Gescheitert ist es bislang nur an der größten Herausforderung – an sich selbst. Kann die Geistmaschine sich selbst verstehen? Mit dem lang erwarteten Forschungsbericht der Paläogenetiker ist ein weiterer Pfad ins Zentrum des Mysteriums freigelegt, ein weiterer Schritt getan, um die Frage zu beantworten: Was genau macht die überlegene menschliche Kognition aus?

© Patrick Bernard/AFP/Getty Images

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Die Forscher hatten die in winzige Bruchstücke zerfallenen Erbmoleküle der Frühmenschen aus fossilen Knochen von drei Individuen geborgen, die in der kroatischen Vindijahöhle vor 38.300 bis 44.500 Jahren gestorben waren ( siehe Infografik unten ). Vier Jahre und nahezu drei Millionen Euro benötigten die am Neanderthal Genome Project beteiligten Wissenschaftler, um knapp zwei Drittel des Erbguts der ausgestorbenen Vormenschen zu entziffern. Erstmals können die Fachleute nun einen Blick auf den Genbestand einer anderen Menschenform richten.

Und tatsächlich haben die Leipziger eine Reihe spektakulärer Befunde zu bieten. Komplizierte Rechenoperationen sollen aus den Erbdatenbanken von Schimpanse, Mensch und Neandertaler nun Antworten herauskitzeln: In einer Art Dreisatz der Genome sieben die Forscher die ausschließlich menschentypischen Genvarianten aus dem Datenwust – solche Abschnitte im Erbgut des Homo sapiens, die bedeutungsvolle Unterschiede zu den entsprechenden Bereichen im Genom der beiden anderen Primaten zeigen.

Bereits der erste Katalog des Sapiens-Codes lässt erahnen, welche Erkenntnismöglichkeiten das Vorgehen bietet: So stießen die Forscher auf eine Reihe von Genvarianten, die vor allem Unterschiede bei körperlichen Merkmalen indizieren, Differenzen in der Samenbeweglichkeit, der Hautstruktur, -physiologie und -pigmentierung. Vor allem legte die Genomarithmetik Spuren dramatischer Prozesse während der Menschwerdung frei. Die Entstehung des Menschen wurde von gewaltigen Umbrüchen im Erbgut angetrieben. In mehr als 200 Bereichen des Erbguts hatten sich damals neue Genvarianten rasant ausgebreitet.

Solche Wogen genetischer Innovation, im Fachjargon selective sweeps genannt, haben stets nur eine Ursache: Mit ihnen war ganz offenbar ein mächtiger Vorteil verbunden. So überschwemmten die Code-Updates im Sog des Überlebenskampfes binnen weniger Generationen den Genpool der frühen Menschheit.

Und unter den zwanzig auffälligsten Erneuerungen, die den Neandertalern versagt blieben, finden sich gleich vier Erbanlagen, die für zentrale Aspekte des menschlichen Geistes eine entscheidende Rolle spielen: abstraktes Denken und Kreativität, rationale Realitätskontrolle und soziale Intelligenz – die Fähigkeit, in die Gedankenwelt anderer Menschen vorzudringen, ihre Absichten zu erkennen, ihre Reaktionen auf das eigene Verhalten vorauszusehen.

Defekte in den vier auffälligen Genen haben beim Menschen üble Folgen. Fehler in zweien der Erbanlagen ziehen Autismus nach sich – einen weitgehenden Ausfall der sozialen Kompetenz. Ein weiterer ist an der Entstehung von Schizophrenie beteiligt, der vierte verursacht Intelligenzdefizite beim Downsyndrom. Diese vier Gene dürften also – so der Umkehrschluss – der menschlichen Kognition auf die Sprünge geholfen haben, neben vielen anderen, die noch der Entdeckung harren. Im frühen modernen Menschen seien solche Genvarianten selektiert worden, folgert Teamchef Pääbo, »die mit kognitiven Fähigkeiten zu tun haben«.

Dabei stehen die Untersuchungen erst am Anfang. Man habe bisher nur an der Oberfläche des Datenschatzes gekratzt, sagt Pääbos ehemaliger Mitarbeiter Ed Green, der inzwischen an der University of California forscht . Vollständig entziffert wird das Erbgut der menschlichen Geschwister ohnehin erst in zwei Jahren sein. Doch demonstriert der Forschungsfeldzug der Leipziger Paläogenetiker die Effizienz des Verfahrens: Man habe nun ein machtvolles Instrument in der Hand, um »unsere evolutionäre Geschichte zu beleuchten«, meint Green. »Diese Technik wird die genetischen Faktoren enthüllen, die den Schlüssel für die menschliche Identität darstellen.«

Das Gehirn ist eine Sinnmaschine, die eine Simulation der Wirklichkeit erzeugt

In den Geisteswissenschaften stößt dieser Trend der Biologisierung stets auf verständliches Ressentiment. Natürlich hilft die Biologie des Hirns vorerst nicht, die Verskunst eines Dylan Thomas, den Zauber der Mona Lisa oder den verstörenden Klang von Bruckners 9. Sinfonie zu deuten. Doch wohnt dem Menschenhirn deswegen schon ein »göttlicher Funke« inne? Hat der Spiegel recht, dessen Feuilleton kürzlich etwas pampig empfahl, die »vulgäre Biologie« möge die Finger von Dingen lassen, von denen sie »keinen blassen Schimmer« habe? Oder folgt die Überzeugung von einer metaphysischen Kraft im Menschen einem schlichten Hirngespinst – mit Kant gesprochen, einer »Ausrede der denkfaulen Vernunft«?

Das Hirn ist eine Sinnmaschine, die alles erzeugt, was der Mensch wissen kann. Sie erschafft beständig eine taugliche Simulation der Realität – die ganze Welt, wie der Mensch sie kennt. Wie sie das macht, ist nicht näher bekannt. Sicher ist: Es handelt sich bei unserem menschlichsten Organ um ein undurchschaubar fein gesponnenes Rechennetzwerk. Seine Funktionszustände oszillieren im Takt von Millisekunden, seine Konstruktion wandelt sich beständig.

Doch Feinstruktur und Leistungsstärke der biologischen Rechenarchitektur, das zeigen die Erkenntnisse der Neurogenetiker immer deutlicher, werden durch große Gruppen von Genen gesteuert, die durch ihre Funktion miteinander vernetzt sind. Das bedeutet indessen keineswegs, dass die vier jetzt identifizierten Abschnitte im Erbgut etwa direkt die Geistestätigkeit steuern würden. Doch ohne Zweifel bauen sie an der Rechnerarchitektur mit, die des Menschen geistige Leistungen ermöglicht.

Evolution der Brüder: Klicken Sie hier für eine Grafik, die die Knochenfunde des Neandertalers mit dem modernen Menschen vergleichen und ihren neuen Stammbaum zeigt

Ohnehin steht die Geistmaschine Hirn keineswegs allein unter der Diktatur ihres DNA-Codes. In den Datenmassen der Leipziger MPI-Wissenschaftler wird nun auch nach einer besonderen Klasse von Hirngenen gesucht, sie dürften eine Schlüsselrolle für die Fähigkeiten des Menschenhirns besitzen. Ob und wie stark diese Gene in Aktion treten, steuert das Hirn selbst – durch die elektrischen Signalkaskaden, mit denen die Neurone kommunizieren. Die Folge: Alle aktiv rechnenden Nervennetze verändern sich, weil die elektrische Aktivität jene Gene weckt, die den Aufbau neuer Kontakte in der Rechnerarchitektur bewirken, die Bildung neuer Nervenzellen anstoßen. »Der Zusammenhang zwischen Nervenaktivität und Genaktivierung ist die Basis für Lernen und Gedächtnis«, schrieben die Harvard-Forscher Gene Robinson, Russell Fernald und David Clayton bereits 2008 in Science. Ihr Fazit: Das Denken vernetzt das Hirn permanent anders; das Organ erfindet sich alle paar Millisekunden neu. »Die elektrische Aktivität des Hirns formt das Hirn«, sagt der Heidelberger Neurogenetiker Hilmar Bading . Cogito, ergo sum – ich denke, also bin ich.

Welche Bedeutung diese Einsichten der Neuroforschung für die Philosophie des Geistes haben, hat der Mainzer Philosoph Thomas Metzinger als einer der Ersten erkannt: Die Unterscheidung zwischen der Struktur – dem Neuronenverband, der Träger eines Geisteszustandes ist – und dessen innerer Bedeutung sei nicht eindeutig. Denn »die Bedeutung verändert die Struktur«. Der Inhalt des Denkens wirkt zurück auf die biologische Maschine, die das Denken erzeugt.

Noch sind bei den Untersuchungen der Leipziger Genetiker solche per Hirntätigkeit gesteuerten Erbanlagen nicht aufgetaucht. Würden sie demnächst gefunden, stünde der Zugang zum Menschengeist ein großes Stück weiter offen. Doch ob all das einst erklären kann, wie das Hirn den Umschlag von Materie in Geist bewältigt, treibt die Neuroforscher um. »Was macht den Menschen aus?«, grübelt Bading in seinem Heidelberger Labor. Liegt der Schlüssel in den Bäumen aus Nervenfortsätzen, die ganze Netze von Neuronen miteinander verschalten? »Eine ganz schwierige Frage«, seufzt Bading, »guten Gewissens kann man sie derzeit nicht beantworten.«

Unabhängig von der Entmystifizierung des Denkens, bröckelt die tradierte Sicht auf den Homo sapiens: Schon die Nachricht von den prähistorischen Schäferstündchen mit Neandertalern liefert einen herben Gegenschnitt zum Anspruch auf evolutionäre Singularität. Das, sagt der Neuroforscher John Hardy vom University College in London , »wird unser Bild von der Menschheit verändern«.

Offenbar haben moderne Menschen sich bei ihrer Expansion aus der afrikanischen Heimat bei Gelegenheit mit der eurasischen Urbevölkerung vermischt und dabei fortpflanzungsfähige Kinder gezeugt. Die Folge der steinzeitlichen Techtelmechtel: Europäer und Asiaten, nicht aber Afrikaner, tragen bis zu vier Prozent Neandertaler-Erbgut in sich.

»Wir haben überzeugende Indizien für einen genetischen Beitrag der Neandertaler zum menschlichen Erbgut gefunden«, sagt der Populationsgenetiker David Reich von der Harvard University . »Es ist ein kleiner, aber wesentlicher Anteil unseres Erbmaterials.« Dieser Befund beantwortet eine alte Debatte der Fachwelt um die Vermischung von Mensch und Neandertaler weitgehend.

Beim Vergleich der historischen Genome mit den Erbdaten fünf heutiger Menschen waren die Forscher immer wieder auf dasselbe Muster gestoßen: Alle Nichtafrikaner stehen dem Neandertaler genetisch näher als die Afrikaner. Weil die Forscher zwischen Europäern und Asiaten keinen Unterschied im Verwandtschaftsgrad zum Neandertaler entdeckten, scheint der Befund zwingend: Jene Pioniere, die sich vor 60.000 bis 70.000 Jahren aus Afrika vorwagten, dürften mit Neandertalern zuweilen das Höhlenlager geteilt haben, noch bevor sich ihre Wege in die Kontinente trennten. Die Vermischung fand demnach im Nahen Osten statt, dem Nadelöhr, das alle Auswanderer auf dem Weg um den Globus passieren mussten.

Tatsächlich traf der Mensch bei seiner Ausbreitung allenthalben auf archaische Verwandte: im Europa vor rund 45.000 Jahren auf die Neandertaler, auch in Asien kam es zu Familienzusammenführungen; etwa bei Treffen mit dem asiatischen Nachkommen des Homo erectus und den rätselhaften Hobbits auf der indonesischen Insel Flores.

Inzwischen sind Pääbos Paläogenetiker dabei, auch die Erbdaten eines weiteren Vetters der Menschheit zu decodieren. Auch er steht unter dem Verdacht eines vorzeitlichen Tête-à-tête: »Hominin X«, ein erst jüngst entdeckter Menschenschlag, lebte bis vor wenigen Jahrzehntausenden noch in Sibirien und womöglich in anderen Teilen Europas. Gefunden wurden bislang nur Knochensplitter. Ein erster Erbgutvergleich ergab bereits: Die Wesen waren weder Menschen noch Neandertaler. In wenigen Monaten wollen die Leipziger MPI-Wissenschaftler das Genom des Hominiden entziffert haben.

Auch seine Erbdaten werden helfen, die biologischen Ursachen der besonderen menschlichen Natur zu enthüllen. Am Ende könnte das Erbe jener Völker, die der Mensch bei seiner Ausbreitung über den Globus in den finalen Kollaps drängte, ihm helfen, sich selbst zu erkennen.

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