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Ein Neandertaler-Knochen aus der Hohlenstein-Stadel-Höhle bringt ein wenig Licht in die verschlungenen Verwandtschaftsverhältnisse der Urmenschen. Foto: Wolfgang Adler/Photo Museum Ulm

Verschlungene Verwandtschaftsverhältnisse

Altes Neandertaler-Erbgut zeigt frühen Einfluss von Menschen aus Afrika

 

von Roland Knauer

 

Der Oberschenkelknochen aus der Hohlenstein-Stadel-Höhle in der Nähe von Asselfingen auf der Schwäbischen Alb wirft nicht nur ein Schlaglicht auf die verschlungenen Verwandtschaftsverhältnisse der Neandertaler, sondern erlaubt auch Spekulationen über die Steinheimer-Urmenschen-Frau.

Finden Cosimo Posth und Johannes Krause von der Universität Tübingen und dem Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte in Jena gemeinsam mit ihren Kollegen in diesem Neandertaler-Knochen doch Erbgut, das auf einen afrikanischen Einfluss hindeutet. Irgendwann vor 460.000 bis 219.000 Jahren dürften sich Urmenschen aus Afrika und die Vorfahren der Neandertaler aus Europa begegnet sein und gemeinsame Kinder hinterlassen haben, schließen die Forscher aus ihren Analysen. In diesem langen Zeitraum aber lebte auch die Steinheimer-Frau wohl nicht allzu weit von der Hohlenstein-Stadel-Höhle entfernt. Und sie gehörte zu eben diesen Vorfahren der Neandertaler, die offensichtlich eine intime Beziehung mit Besuchen aus Afrika hatten.

Zu den Nachkommen der Kinder aus diesem Techtelmechtel gehörte sehr viele Generationen später auch der Neandertaler, dessen Überreste vor ungefähr 124.000 Jahren in der schwäbischen Kalkstein-Höhle ihre letzte Ruhe fanden. Allzu friedlich war diese letzte Ruhe wohl nicht. Finden die Forscher doch auf beiden Seiten des Knochens Spuren, die von den nagenden Zähnen eines großen Raubtiers stammen dürften.

Auch wenn das bereits 1937 ausgegrabene Fossil bereits stark versteinert war, konnten die Forscher daraus Erbgut gewinnen. Diese DNA stammt aus den „Mitochondrien“ genannten organischen Mini-Kraftwerken, die in jeder Körperzelle stecken und diese mit Energie versorgen. Diese Mitochondrien haben ihr eigenes, relativ kleines Erbgut, das ausschließlich von der Mutter an ihre Kinder vererbt wird. Darin stecken nur Erbinformationen für die Mini-Kraftwerke, während die Anleitungen für den gesamten Rest des Organismus in der erheblich umfangreicheren DNA im Zellkern stecken, die jeweils zur Hälfte von beiden Elternteilen stammt.

Als Forscher in den vergangenen Jahren das Erbgut der vor 40.000 Jahren verschwundenen Neandertaler mit dem moderner Menschen verglichen, entdeckten sie einen verblüffenden Unterschied: Die Kern-DNA legt nahe, dass beide Gruppen irgendwann in der Zeit vor 765.000 bis 550.000 Jahren begannen, eigene Wege zu gehen. Das Erbgut der Neandertaler-Mitochondrien dagegen ähnelte dem moderner Menschen viel stärker und legte eine deutlich spätere Trennung vor rund 400.000 Jahren nahe. Die Wissenschaftler standen vor einem Rätsel über Verwandtschaftsverhältnisse beider Gruppen.

Eine Lösung legt jetzt das Erbgut aus dem Neandertaler-Knochen aus dem schwäbischen Kalk nahe. Zum einen konnten die Forscher aus dieser DNA das bisher nicht bekannte Alter des Fossils mit rund 124.000 Jahren bestimmen. „Das passt recht gut zu einer Isotopen-Analyse des Neandertaler- und zweier dort gefundener Rothirsch-Knochen, die auf ein Leben in einer mit viel Wald bedeckten Gegend schließen ließen“, erklärt Johannes Krause. Abgesehen von den letzten Jahrtausenden, in denen die Neandertaler längst ausgestorben waren, aber wuchs Wald auf der Schwäbischen Alb erst wieder in der letzten wärmeren Periode bis vor etwa 100.000 Jahren, danach war es zu kalt.

Obendrein stammt das Mitochondrien-Erbgut aus der Hohlenstein-Stadel-Höhle zwar eindeutig von einem Neandertaler, aber aus einer völlig anderen Linie als alle bisher untersuchten Neandertaler. Seit mindestens 219.000 Jahren waren diese Gruppen eigene Wege gegangen – und ermöglichen so eine Erklärung der jüngeren Menschheitsentwicklung: Nachdem sich vor 765.000 bis 550.000 Jahren die Wege der modernen Menschen und der Neandertaler getrennt hatten, erlebten letztere eine weitere Aufspaltung. Vor 473.000 bis 381.000 Jahren entwickelte sich eine Schwestergruppe, deren Erbgut aus einem Fingerknochen Johannes Krause und seine Kollegen erstmals 2010 beschrieben. Nachgewiesen sind diese Denisovaner bisher nur in der Denisova-Höhle des Altai-Gebirges weit im Süden Sibiriens, wo sie noch vor einigen Zehntausend Jahren lebten. Das Mitrochondrien-Erbgut beider Gruppen ähnelte sich anfangs durchaus. Irgendwann vor 468.000 bis 219.000 Jahren müssen dann Vorfahren des modernen Menschen Europa erreicht haben. Aus ihren Begegnungen mit den dort lebenden Neandertaler-Vorfahren gab es offensichtlich einige Kinder, die ihr gemischtes Erbgut an ihre Nachkommen weiter gaben. Weil es sehr viele Neandertaler aus der alten Linie und nur wenige dieser Mischlinge gab, verschwanden deren Spuren im Laufe der Jahrtausende im Erbgut der Zellkerne wieder. Das nur von den Müttern vererbte Mitochondrien-Erbgut, das aus Afrika gekommen war, aber konnte sich mit der Zeit durchsetzen.

„Solche Wanderungen vor wenigen Hunderttausend Jahren aus Afrika nach Europa kann man sich bei guten Bedingungen durchaus vorstellen“, meint auch Ottmar Kullmer vom Senckenberg-Forschungsinstitut und Naturmuseum im hessischen Frankfurt. Und dieses gute Wanderungsklima gab es nicht nur einmal: Auch vor gut 40.000 Jahren finden die Forscher solche Vermischungen im Erbgut unserer Vorfahren in Europa. Allerdings mit einem gravierenden Unterschied: Diesmal setzten sich die modernen Menschen durch und die Neandertaler verschwanden.

 

 

Quellen:

Diskussionen mit Prof. Dr. Johannes Krause von der Universität Tübingen und dem Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte in Jena, sowie mit Privatdozent Dr. Ottmar Kullmer vom Senckenberg-Forschungsinstitut und Naturmuseum in Frankfurt am Main.

 

Cosimo Posth, Christoph Wißing, Keiko Kitagawa, Luca Pagani, Laura van Holstein, Fernando Racimo, Kurt Wehrberger, Nicholas J. Conard, Claus Joachim Kind, Hervé Bocherens und Johannes Krause:

Deeply divergent archaic mitochondrial genome provides lower time boundary for African gene flow into Neanderthals

Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms16046 ; 4. Juli 2017