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Forscher suchen in der Denisova-Höhle im Altai-Gebirge im Süden Sibiriens nach Überresten der Denisovaner Foto: Bence Viola

Die großen Unbekannten: Denisovaner

Neues von den Verwandten der Neandertaler in Zentralasien

von Roland Knauer

 

Um eine völlig neue Menschenlinie in der Altsteinzeit mitsamt vagen Hinweisen auf deren Intimleben zu entdecken, reichen heutzutage bereits drei Zähne und ein Fingerknochen aus. Mehr Material konnten die Forscher um Svante Pääbo vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie (EVA) in Leipzig bisher jedenfalls nicht von den Denisovanern identifizieren, die vor sehr vielen Jahrtausenden im Altai-Gebirge im tiefen Süden Sibiriens lebten. Im Erbgut aus diesen wenigen Überresten aber finden die Forscher deutliche Unterschiede zwischen dieser Gruppe und uns modernen Menschen, die ähnlich groß wie zwischen uns und den Neandertalern sind.

„Wir waren diesen Denisovanern im Dezember 2009 auf die Spur gekommen“, erinnert sich Svante Pääbo. Einige Monate vorher hatten die Leipziger Spezialisten den kleinen Knochen erhalten, der das vorderste Glied des kleinen Fingers stützt. Russische Forscher hatten das kaum zwei Zentimeter lange Knöchelchen in der Denisova-Höhle gefunden, die im Altai-Gebirge im Süden Sibiriens ungefähr auf dem gleichen Breitengrad wie das Ruhrgebiet in Deutschland liegt. Das war nicht ungewöhnlich, Menschen lebten seit 125.000 Jahren in dieser Höhle. Zu allen Zeiten schätzte man wohl die ideale Lage: 27 Meter über einem Fluss führt ein zwei Meter hoher und sieben Meter breiter Eingang in die Hauptkammer, die mit 33 Metern Länge und 11 Metern Breite Platz für eine ganze Sippe bot. Neben Steinwerkzeugen und Schmuck aus Knochenstücken finden die Forscher dort immer wieder auch kleine Knochen oder Zähne der Handwerker, die solche Gerätschaften herstellten.

Äußerlich unterscheidet sich der Knochen aus der Kuppe des kleinen Fingers eines Jugendlichen aus dieser Höhle kaum vom gleichen Knochen eines modernen Menschen oder eines Neandertalers. „Bei uns blieb der Knochen dann auch erst einige Zeit liegen, bis wir ihn unter die Lupe nahmen“, erinnert sich Svante Pääbo. Der in Stockholm geborene Wissenschaftler wurde 1985 bekannt, als er aus ägyptischen Mumien intaktes Erbgut isolieren konnte. Das war noch während seiner Doktorarbeit. Diese alte DNA beschäftigt Svante Pääbo noch heute, aus seiner Abteilung im Max-Planck-Institut für Paläoanthropologie kommen immer wieder bahnbrechende Arbeiten in der Paläomolekularbiologie, wie diese Forschung genannt wird. Aus diesem Grund schickten die Forscher aus Nowosibirsk den Fingerkuppenknochen auch nach Leipzig.

Johannes Krause, der inzwischen in Jena Gründungsdirektor des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte und Professor an der Universität Tübingen ist, isolierte 2010 aus 30 Milligramm Knochenmehl zunächst einmal das mtDNA genannte Erbgut aus den Mitochondrien. Das sind kleine Organellen, die innerhalb einer Zelle für die Energieversorgung zuständig sind. Als er die Sequenz der Bausteine dieser Erbsubstanz mit der von menschlicher mtDNA verglich, verschlug es ihm den Atem: 385 der 16.569 Bausteine waren verändert. Das sind fast doppelt so viele Veränderungen wie zwischen der mtDNA eines Neandertalers und eines modernen Menschen. Und zwischen der mtDNA eines Schimpansen und der mtDNA des modernen Menschen sind die Unterschiede mit 1462 Veränderungen gerade einmal viermal so hoch.

Damit war den Forschern klar, dass sie ein Fingerknöchelchen von einer bisher völlig unbekannten Menschenlinie vor sich hatten. Zum ersten Mal war eine solche Linie nicht mit Hilfe von Fossilien, sondern mit Erbgut-Analysen entdeckt worden. Als die Forscher ihren spektakulären Fund im März 2010 in der Zeitschrift Nature veröffentlichten, schlug diese Entdeckung nicht nur in Fachkreisen wie eine Bombe ein.

Bis heute aber bleiben diese Denisovaner Geheimnis-umwittert, weil von ihnen bisher nicht mehr als drei Zähne und das beschriebene Fingerglied auftauchten. Der jüngste Fund war ein Milchzahn, aus dessen Erbgut die EVA-Forscher Vivianne Slon und Svante Pääbo gemeinsam mit etlichen Kollegen jetzt den ungefähren Zeitraum ermittelt haben, in dem die Denisovaner im Altai-Gebirge lebten. So kaute nach ihrer Schätzung die wohl zwölfjährige Trägerin dieses Milchzahns vermutlich mindestens 50.000 Jahre früher auf diesem Beißwerkzeug als ein anderes Mädchen, dessen Fingerglied Johannes Krause im Dezember 2009 unter die Lupe genommen hatte.

„Wir berechnen solche Altersunterschiede aus der Zahl der Unterschiede, die sich im Erbgut über längere Zeit ansammeln“, erklärt EVA-Forscher Kay Prüfer die Methode solcher Altersanalysen. Seit der Ahnherr der Denisovaner lebte, sammelten sich im jetzt untersuchten Milchzahn 22 solcher Mutationen. In einem der beiden gefundenen Backenzähne waren es bereits 34 Veränderungen, im anderen sogar schon 50. Und im Fingerknochen, den die EVA-Forscher bereits 2010 analysiert hatten, spuckten die Rechner sogar 52 Mutationen aus. Dieses Mädchen sollte daher ungefähr zur gleichen Zeit wie der Träger des Backenzahns mit 50 Veränderungen gelebt haben. Vermutlich lebten beide vor mindestens 50.000 Jahren im Altai-Gebirge. Das andere Denisova-Mädchen hatte seinen Milchzahn dagegen mindestens 50.000 oder vielleicht sogar 100.000 Jahre früher verloren. Damit gehört dieser Zahn zu den ältesten Frühmenschen-Funden, die bisher in Zentralasien entdeckt wurden.

Die Denosivaner-Menschen müssen also über einen unvorstellbar langen Zeitraum immer wieder in dieser Höhle im Altai-Gebirge aufgetaucht sein. Leicht möglich, dass sie auch lange Zeit dort gelebt haben. Viel Kontakt mit anderen Denisovanern aber hatten sie anscheinend nicht. Jedenfalls ähnelt sich das Erbgut der bisher untersuchten Zähne und des Fingerknochens relativ stark, auch wenn sehr viele Jahrtausende das Leben der jeweiligen Menschen voneinander trennten. Das aber deutet darauf hin, dass die Denisovaner im Altai-Gebirge vom Rest der Welt recht isoliert lebten.

Aber nicht völlig isoliert. So untersuchten die EVA-Forscher auch einen Zehenknochen, den ihre russischen Kollegen ebenfalls in der Denisova-Höhle im Altai-Gebirge entdeckt hatten. Das Erbgut aber verriet eindeutig, dass auf diesem Fuß kein Denisovaner, sondern ein Neandertaler stand. Die Forscher können sich daher vorstellen, dass sich diese beiden Menschenlinien dort auch tatsächlich getroffen haben. Zeit genug hatten sie dazu jedenfalls. Und das auch für intime Beziehungen: Im Erbgut der Denisovaner finden die EVA-Forscher jedenfalls einen Anteil von rund 0,5 Prozent Neandertaler-Erbgut. Irgendwann müssen die beiden Linien also gemeinsame Kinder gehabt haben. Das wiederum überrascht die Forscher nicht allzu sehr. Schließlich finden sie in uns heutigen Menschen auch Spuren von Neandertaler-Erbgut. Es scheint also durchaus möglich, dass auch die Steinheimer-Frau und ihre Verwandtschaft Spuren im Erbgut der heutigen Menschen hinterlassen hat. Forschungsergebnisse dazu dürften aber noch einige Zeit auf sich warten lassen, weil bisher kein Erbgut von ihr isoliert werden konnte.

 

Quellen:

Diskussionen mit Prof. Dr. Svante Pääbo, Dr. Matthias Meyer und Dr. Kay Prüfer vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig, sowie mit Prof. Dr. Johannes Krause vom Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte in Jena

 

Johannes Krause, Qiaomei Fu, Jeffrey M. Good, Bence Viola, Michael V. Shunkov, Anatoli P. Derevianko & Svante Pääbo: The complete mitochondrial DNA genome of an unknown hominin from southern Siberia

Nature, volume 464, pages 894–897 (08 April 2010)

doi:10.1038/nature08976

 

David Reich, Richard E. Green, Martin Kircher, Johannes Krause, Nick Patterson, Eric Y. Durand, Bence Viola, Adrian W. Briggs, Udo Stenzel, Philip L. F. Johnson, Tomislav Maricic, Jeffrey M. Good, Tomas Marques-Bonet, Can Alkan, Qiaomei Fu, Swapan Mallick, Heng Li, Matthias Meyer, Evan E. Eichler, Mark Stoneking, Michael Richards, Sahra Talamo, Michael V. Shunkov, Anatoli P. Derevianko, Jean-Jacques Hublin, Janet Kelso, Montgomery Slatkin, Svante Pääbo:

Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia

Nature, volume 468, pages 1053–1060 (23 December 2010)

doi:10.1038/nature09710

 

Viviane Slon, Bence Viola, Gabriel Renaud, Marie-Theres Gansauge, Stefano Benazzi, Susanna Sawyer, Jean-Jacques Hublin, Michael V. Shunkov, Anatoly P. Derevianko, Janet Kelso, Kay Prüfer, Matthias Meyer, Svante Pääbo:

A fourth Denisovan individual

Science  Advances, 2017, 7. Juli 2017

 

Bildunterschrift zum Titelbild:

Forscher suchen in der Denisova-Höhle im Altai-Gebirge im Süden Sibiriens nach Überresten der Denisovaner

Foto: Bence Viola

 

Forscher suchen in der Denisova-Höhle im Altai-Gebirge im Süden Sibiriens nach Überresten der Denisovaner
Foto: Bence Viola

 

Svante Pääbo hat als erster altes Erbgut analysiert und hat gemeinsam mit seinen Kollegen die Denisovaner-Menschenlinie entdeckt
Foto: Bence Viola

http://advances.sciencemag.org/content/3/7/e1700186