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Eine Viertel Million Jahre ist dieser Zahn eines Neandertaler-Mädchens alt, sein Schmelz verrät einiges über die ersten drei Lebensjahre des Kindes Foto: Tanya Smith & Daniel Green

Entwöhnte Steinzeit-Babys

Zwei Zähne zeigen, wann Neandertaler vor 250.000 Jahren abgestillt wurden

 

Von Roland Knauer

 

Bereits vor 250.000 Jahren scheinen Umwelt und Klima das Leben der Neandertaler auch im Süden des heutigen Frankreich erheblich beeinflusst zu haben. Die Winter waren damals an der Mündung des aus dem Massif Central kommenden Flüsschens Payre in das untere Rhone-Tal schneidend kalt, schließen Tanya Smith von der Griffith University im australischen Brisbane und ihre Kollegen in der Zeitschrift Science Advances aus den Zähnen von zwei Neandertaler-Kindern, die in dieser Zeit dort lebten. Genaue Analysen zeigen nicht nur, wann die Kinder geboren und abgestillt wurden, sondern auch, dass sie im Winter schwer erkrankten und in dieser Zeit wiederholt auch das giftige Blei aufnahmen. Umweltverschmutzung scheint die Menschheit also bereits in der Frühzeit begleitet zu haben. Gut möglich, dass auch die Umwelt der Steinheimer-Urmenschen-Frau nicht ohne Probleme war.

Tanya Smith und ihre Kollegen stützen sich bei ihren Umwelt-Untersuchungen auf sehr exakte Analysen des Schmelzes von drei Milchzähnen. Ursprünglich hatten die Forscher gedacht, alle drei würden von Neandertalern stammen. Tatsächlich aber kaute mit einem dieser Zähne ein Kind unserer eigenen Art, das vor rund 5400 Jahren dort im unteren Rhone-Tal lebte, bewies ihnen während der Untersuchungen eine klassische Kohlenstoff-14-Analyse. Mit dieser Methode können die Forscher allerdings nur Proben bis zu einem Alter von rund 50.000 Jahren bestimmen. Für die anderen beiden Zähne ermittelten die Forscher das Alter daher indirekt mit Hilfe von Feuersteinen, die gleich daneben in der gleichen Schicht lagen. Diese Steinsplitter aber waren nach der Thermolumineszenz-Methode rund 250.000 Jahre alt. Die beiden Neandertaler-Kinder lebten demnach in einer Kaltzeit, während vor 5400 Jahren eine milde Warmzeit dem Rhone-Tal ein ähnliches Klima wie heute bescherte.

Die Spuren dieser Temperatur-Unterschiede fanden Tanya Smith und ihre Kollegen auch im Zahnschmelz der drei Zähne. Dieser wächst bereits im Embryo genau wie nach der Geburt jeden Tag um eine winzig dünne Schicht. So entstehen Wachstumsringe, die mit sehr feinen Methoden zwar nicht auf den Tag genau, aber immerhin in wöchentlichen Schichten untersucht wurden.

Dabei interessierten sich Tanya Smith und ihre Kollegen zunächst einmal für den eingelagerten Sauerstoff, der in zwei unterschiedlich schweren Varianten als Sauerstoff-16 und Sauerstoff-18 vorkommt. Bei höheren Temperaturen verdunstet relativ viel Wasser, wobei das leichtere Sauerstoff-16-Isotop auch stärker verdunstet. Daher steigt der Gehalt des schwereren Sauerstoff-18-Isotops im nicht verdunsteten Wasser, von dem die Neandertaler damals tranken. Im Winter dagegen ist die Situation genau umgekehrt, wenig Wasser verdunstet und der Anteil von Sauerstoff-18 in den Bächen und Flüssen ist daher niedriger.

Da ein Teil davon im wachsenden Zahnschmelz landet, können die Forscher bestimmen, wieviel Sauerstoff-18 in den einzelnen Schichten steckt und daraus auf die Trinkwasser-Temperaturen der Zeit schließen, in der die jeweilige Schicht gebildet wurde. „Wir können aus dem Zahnschmelz also ablesen, wie lange damals die Sommer und Winter dauerten und die relativen Temperaturen schätzen“, erklärt Tanya Smith. Verglichen mit dem 5400 Jahre alten Menschenzahn aber zeigten die Neandertaler-Zähne, dass es vor rund 250.000 Jahren im Winter deutlich kälter war. Allerdings waren damals auch die Temperatur-Unterschiede zwischen Winter und Sommer erheblich größer als vor 5400 Jahren. Die Sommer in der Kaltzeit der Neandertaler vor 250.000 Jahren fielen daher anscheinend relativ mild aus.

In der kältesten Periode des Winters finden die Forscher in beiden Neandertaler-Zähnen eine Unterbrechung des Schmelz-Wachstums von einer oder zwei Wochen, eine weitere Wachstumsstörung in einem der beiden Zähne fällt in den Herbst. Ähnliche kleine Defekte finden die Forscher in den Wachstumsringen der Zähne von Rhesusaffen, die in der Zeit dieser Störungen schwer erkrankt waren. Anscheinend hatten auch die beiden Neandertalerkinder damals im kalten Winter schwere Krankheiten durchgemacht, vermuten die Forscher.

Auch der Gehalt an Barium in den Zahnschmelzschichten veränderte sich: Solange der Nachwuchs gestillt wird, nehmen die Babys relativ viel Barium mit der Muttermilch auf und bauen auch vergleichsweise große Mengen in den Zahnschmelz ein. Vor der Geburt und nach dem Abstillen dagegen liegen die Barium-Werte deutlich niedriger. Bei einem der Neandertaler-Kinder konnten Tanya Smith und ihre Kollegen mit diesen Barium-Konzentrationen und den Sauerstoff-18-Werten der gleichen Zahnschmelz-Schicht bestimmen, dass der kleine Neandertaler zum ersten Mal im Frühjahr gestillt und daher in dieser Zeit geboren wurde. Zweieinhalb Jahre später wurde der Kleine dann auch abgestillt. „Ähnlich lange stillen noch heute die Mütter der letzten noch als Jäger und Sammler lebenden Menschengruppen im Süden Afrikas ihre Kinder“, erklärt Tanya Smith.

Wann dagegen die nächsten Verwandten von uns Menschen wie die Bonobos im Regenwald Zentralafrikas abstillen, wissen die Forscher bisher noch nicht. „Wir beobachten im Kongo bei unserer Freilandforschung zwar, dass die Bonobo-Kinder sehr lange an ihrer Mutter hängen, wissen aber nicht, ob sie in dieser Zeit noch gestillt werden“, erklärt Gottfried Hohmann vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig. Derzeit untersuchen die Forscher gerade Kotproben der Tiere und bestimmen darin den Gehalt an Stickstoff-15. Dieses schwerere Isotop reichert sich vor allem im tierischen Gewebe und damit auch in der Muttermilch an. Sobald die kleinen Bonobos sich selber ihre Nahrung suchen, fressen sie dagegen überwiegend Pflanzen und der Stickstoff-15-Anteil im Kot sollte sinken. Wenn im Jahr 2019 voraussichtlich die Ergebnisse der Untersuchung vorliegen, dürften Gottfried Hohmann und seine Kollegen erfahren, wann denn Bonobos abstillen.

Tanya Smith und ihren Kollegen vermuten auch, dass die Neandertalerfrauen ihren Nachwuchs bevorzugt im Frühling zur Welt brachten. Heute dagegen sind Geburten relativ gleichmäßig übers Jahr verteilt. Das gilt auch für Bonobos und Schimpansen. „Diese Tiere leben ja im tropischen Afrika, wo die Unterschiede im Jahreslauf deutlich geringer als in Europa sind“, erklärt Gottfried Hohmann. Allerdings scheinen die Tiere ihre Geburten aufeinander abzustimmen. „Wir beobachten zwei Gruppen von Bonobos, in denen rund ein Drittel innerhalb weniger Wochen Nachwuchs hatten“, erklärt Gottfried Hohmann. „Allerdings wissen wir nicht, wodurch dieses Zusammenfallen von Geburten ausgelöst wird.“ Bei einer anderen Studie bei Menschen in Gambia fanden andere Forscher dagegen einen Zusammenhang: Gibt es reichlich zu essen, werden die Frauen ein wenig kräftiger, ihr Hormonhaushalt stellt sich um und erhöht die Wahrscheinlichkeit für eine Empfängnis deutlich. Neun Monate später werden dann viele kleine Gambier geboren. Vielleicht war es ja bei den Neandertalern ähnlich, die im Sommer relativ viel Essbares fanden und diese Situation mit einem Baby-Boom neun Monate später bestätigten.

Viel leichter können Tanya Smith und ihre Kollegen dagegen die stark erhöhten Bleiwerte im Zahnschmelz der Neandertaler im tiefsten Winter und ein Jahr später im Spätwinter erklären. Keine 25 Kilometer vom Fundort der Zähne entfernt gibt es heute noch zwei Bleiminen. „Gut möglich, dass die kleinen Neandertaler dort mit Blei kontaminierte Pflanzen aßen oder Holz mit erhöhtem Bleigehalt im Feuer der Gruppe landete und der Nachwuchs das Blei mit dem Rauch einatmete“, vermutet Tanya Smith. Blei sammelte sich also bereits lange bevor Menschen das Schwermetall direkt nutzten im Gewebe der steinzeitlichen Jäger und Sammler.

 

 

 

Quellen:

Diskussionen mit Dr. Gottfried Hohmann vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und ein Informationsvideo von Prof. Dr. Tanya Smith von der Griffith University im australischen Brisbane.

 

Tanya M. Smith, Christine Austin, Daniel R. Green, Renaud Joannes-Boyau, Shara Bailey, Dani Dumitriu, Stewart Fallon, Rainer Grün, Hannah F. James, Marie-Hélène Moncel, Ian S. Williams, Rachel Wood, Manish Arora:

Wintertime stress, nursing, and lead exposure in Neanderthal children

Science Advances, 31. Oktober 2018, http://advances.sciencemag.org/content/4/10/eaau9483

Aus den Analysen eines 250.000 Jahre alten Neandertaler-Zahnes lesen Forscher die Temperaturen in den ersten zweieinhalb Lebensjahren des Mädchens ab, sehen aber auch, dass dieses Kind einmal im Winter und einmal im Spätwinter viel Blei aufnahm (blaue Linien) und dass es einmal im tiefsten Winter sehr schwer erkrankte (rote Linie)

Grafik: Smith et al.,  2018, Science Advances