FrühmenschenDNA aus 40.000 Jahre altem Skelett entziffert

Fossiles Erbgut ist oft wertlos, da Bakterien-DNA es verunreinigt. Nun konnten trickreiche Genetiker den Gebeinen des Tianyuan-Frühmenschen doch Informationen entlocken. von 

Forscher bei Ausgrabungsarbeiten in der Tianyuan-Höhle, in der die Beinknochen 2003 gefunden wurden.

Forscher bei Ausgrabungsarbeiten in der Tianyuan-Höhle, in der die Beinknochen 2003 gefunden wurden.  |  © Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology (IVPP), Peking

Vor zehn Jahren fanden Forscher in einer Höhle nahe der chinesischen Hauptstadt Peking das Skelett eines 40.000 Jahre alten Frühmenschen. Tianyuan wurde er getauft – nach dem Namen der Fundstelle. Jetzt hat ein Team aus Deutschland die in den Knochen enthaltene DNA analysiert. Über die Ergebnisse berichten die Forscher um Svante Pääbo vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig im Magazin PNAS. Die Studie zeigt: Frühe moderne Menschen, die in der Gegend des heutigen Chinas lebten, sind offenbar eng verwandt mit den heute lebenden Asiaten und amerikanischen Ureinwohnern.

Unsere ältesten Vorfahren, die ersten Homo sapiens, lebten in Afrika. Heute geht man davon aus, dass sie vor etwa 40.000 bis 50.000 Jahren nach Asien und Europa wanderten. Wie sie sich dann in Eurasien verteilten, konnten Forscher bislang nur vermuten. "Die Knochen des Tianyuan-Menschen geben exaktere Hinweise darauf, wie sie mit heute lebenden Menschengruppen verwandt sind", sagt Matthias Meyer, einer der Frühmenschen-Forscher aus Leipzig.

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Das Erbmaterial aus den Oberschenkel- und Schienbeinknochen des Skelettes konnte allerdings nicht so einfach sequenziert werden, wie etwa die Blutprobe eines heute Lebenden. "So altes Erbgut zu untersuchen, ist normalerweise schwierig, weil es stark durch Bakterien-DNA verunreinigt ist", sagt Meyer. Die Probe, die er und seine Kollegen untersuchten, bestand zu mehr als 99 Prozent aus mikrobieller DNA. Der Anteil der menschlichen DNA war also zu gering, um eine aussagekräftige Analyse zu machen.

Uramerikaner und Asiaten stammen vom Tianyuan-Menschen ab

Zunächst mussten die Forscher deshalb das Erbgut der Bakterien aus der Probe entfernen und die Menge der Frühmensch-DNA vergrößern. Dazu gaben sie synthetisierte menschliche DNA-Stückchen hinzu. Diese hefteten sich an die echten Frühmenschen-Fragmente und "fischten" diese gewissermaßen aus dem DNA-Mix heraus. Dann vervielfältigten die Wissenschaftler die reinen, menschlichen Erbgut-Stückchen. Dieses Prinzip der DNA-Anreicherung ist zwar nicht neu. "Doch bislang hat man es vor allem bei mitochondrieller DNA angewandt", sagt Meyer. Das ist das Erbgut der Stoffwechsel-Organellen unserer Zellen. "Uns ist es erstmals gelungen, auch eine große Menge des Kerngenoms zu erhalten", sagt Meyer. Im Kern der Zelle befindet sich die chromosomale DNA, die den Bauplan des Menschen enthält.

Auf den Spuren des Menschen

Als Homo sapiens ist der Mensch heute die einzige lebende Homo-Art aus der Familie der Hominidae, der Menschenartigen. Die meisten Hominiden sind keine direkten Vorfahren des Menschen, sondern entwickelten sich als Seitenlinien der Evolution. Derzeit wird von sieben verschiedenen Arten der Gattung Homo ausgegangen, die einst gelebt haben sollen. Ob es sich dabei aber tatsächlich um verschiedene Arten handelt, oder ob eine Art besonders unterschiedliche Eigenschaften ausprägte, ist Gegenstand intensiver Diskussion. Ein Überblick nach Alter:

4,4 Millionen Jahre – Ardipithecus ramidus: Der Fund aus Äthiopien zählt zu den Menschenartigen und ist weit mehr von den Affen entfernt, als bislang vermutet.

3,2 Millionen Jahre – Australopithecus afarensis: 1974 wird in Äthiopien "Lucy" ausgegraben, ein Teilskelett, das als letzter gemeinsamer Vorfahr mehrerer Abstammungslinien von Hominiden gilt.

2,1 bis 1,8 Millionen Jahre – Homo rudolfensis: Dieser Mensch hat ein größeres Gehirn als die affenartigen Vormenschen, die Australopithecinen, und nutzte wohl auch schon Werkzeuge. Er könnte einer der direkten Vorgänger des modernen Menschen sein

2,1 bis 1,5 Millionen Jahre – Homo habilis: Alle Knochenfunde stammen aus Ostafrika, dieser Frühmensch könnte zur gleichen Zeit wie Homo rudolfensis und Homo erectus gelebt haben.

2.000.000 bis 500.000 Jahre

1,8 bis 2 Millionen Jahre – Australopithecus sediba: Die in einer Höhle der südafrikanischen Region Sterkfontein gefundenen Fossilien eines Jungen und einer Frau könnten eine Übergangsform zwischen den Australopithecinen und den Frühmenschen darstellen.

1,8 Millionen bis 300.000 Jahre – Homo erectus: Mit dem Homo erectus begann eine Wanderbewegung aus Afrika nach Europa und Asien. 1891 entdeckt der Holländer Eugene Dubois einen Javamenschen, der vor 500.000 Jahren gelebt hat. In Georgien finden Forscher seit 1999 mehrere 1,75 Millionen Jahre alte menschliche Überreste, die dem Homo erectus zugerechnet werden.

500.000/780.000 Jahre – Homo heidelbergensis: Im Oktober 1907 wird im Dorf Mauer bei Heidelberg ein rund 500.000 Jahre alter Unterkiefer dieses Menschen ausgegraben. 1995 werden in Spanien 780.000 Jahre alte Überreste von vier Menschen dieser Art gefunden und Werkzeuge. Sie zählen zu den frühesten Menschen Europas.

160.000 bis heute

120.000 bis 10.000 Jahre – Homo floresiensis: Der als "Hobbit" bekanntgewordene, nur einen Meter große indonesische Urmensch war im Jahr 2004 auf der Insel Flores gefunden worden. Es gilt als umstritten, ob er eine eigene Art ist oder ein kleinwüchsiger Homo sapiens.

40.000 Jahre – Homo neanderthalensis: Ein Fund von 1856 in der Feldhofer-Grotte im Neandertal stellt den Beginn der Forschung zur Evolution des Menschen dar.

30.000 Jahre Denisovan hominins:In einer Höhle in Sibirien fanden Archäologen 2008 versteinerte Fingerknochen und einen Backenzahn, dessen Erbgut weder zu dem der Neandertaler, noch zu dem der Homo sapiens passte. Forscher nannten diesen neu entdeckten Frühmensch Denisovan - nach seinem Fundort, der Denisovan-Höhle.

160.000 Jahre – Homo sapiens: Die bislang ältesten Überreste des modernen Menschen findet ein internationales Forscherteam 1997 in Äthiopien. Die erst 2003 analysierten Schädelknochen erhärten nach Ansicht der Forscher die Vermutung, dass die modernen Menschen in Afrika entstanden sind und sich von dort in die ganze Welt ausgebreitet haben.

Die Analyse ergab erstens, dass der Tianyuan-Mensch nicht nur mit heute lebenden Asiaten, sondern auch mit amerikanischen Ureinwohnern verwandt ist. Diese drei Gruppen der frühen Menschen teilen also eine gemeinsame Herkunft. "Davon ging man bislang auch aus, doch jetzt kann man es mit neuen Daten belegen", sagt Meyer.

Zweitens geht aus der Studie hervor, dass der Frühmensch aus China den heutigen Asiaten ähnlicher ist als den Europäern. Deren Abstammungslinien müssen sich also vor mehr als 40.000 Jahren getrennt haben. "Auch das hat man vermutet – und jetzt zeigt sich, dass es stimmt", sagt Meyer.

Außerdem wollten die Forscher um Pääbo herausfinden, ob der Tianyuan-Mensch mit Neandertalern und Denisova-Menschen verwandt war. Denisovaner lebten etwa zur gleichen Zeit wie Neandertaler, allerdings im südlichen Sibirien. Die Forscher glaubten bisher, die Tianyuan-Menschen hätten sich auf ihrem Weg durch Asien mit beiden gekreuzt. Was die Neandertaler betrifft, lagen sie richtig. Denisova-DNA fand sich im Erbgut des China-Frühmenschen aber nicht. "Das weist darauf hin, dass die Vermischung mit den Denisovanern nicht in dieser Gegend, sondern irgendwo anders in Südostasien stattgefunden haben muss", sagt Meyer. 

Um ein genaueres Bild davon zu bekommen, was genau passiert ist, nachdem unsere Vorfahren aus Afrika ausgewandert sind, hoffen die Forscher auf weitere Erbgut-Analysen. Und auf neue Funde, die von Menschen zeugen, die vor Jahrtausenden die Erde bevölkerten.

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Leserkommentare
    • nömix
    • 23. Januar 2013 14:52 Uhr

    »Als Homo sapiens ist der Mensch heute die einzige lebende Art aus der Familie der Hominiden, der Menschenartigen.« (im Zeittafel-Kasten)

    Das stimmt so nicht, zur Familie der Hominiden (Menschenaffen) zählen auch Orang-Utans, Gorillas, Schimpansen u.a. Der Mensch ist die einzige noch lebende Art aus dem Stamm der Hominini (Menschenartige).

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  • Quelle ZEIT ONLINE, dpa
  • Schlagworte DNA | Erbgut | Neandertaler | China | Afrika | Asien
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