Neue DNA-Analyse Urmenschen-Erbgut in Sand nachgewiesen

Aus einem Häufchen Staub schließen, wer vor Jahrtausenden an dieser Stelle lebte - klingt nach Science-Fiction? Genau das ist deutschen Forschern jetzt gelungen.

Vorbereitung einer Bodenprobe für die DNA-Analyse
Sylvio Tüpke/ Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology

Vorbereitung einer Bodenprobe für die DNA-Analyse


Das Erbgut eines 400.000 Jahre alten Menschen entschlüsseln? Kein Problem, wenn man neben der richtigen Technik dessen Knochen zur Hand hat. Doch was, wenn nicht? Da könnte eine neue Entwicklung helfen. Wissenschaftler sind künftig nämlich nicht mehr zwingend auf konkrete Überreste angewiesen, um Tiere und Frühmenschen an Ausgrabungsstätten nachzuweisen.

Ein internationales Team unter Leitung des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig hat eine Methode entwickelt, um Erbgutproben auch aus Ablagerungen gewinnen und untersuchen zu können. Forscher um Matthias Meyer konnten über den genetischen Code Neandertaler und Denisova-Menschen sowie verschiedene Säugetierarten nachweisen.

Mittlerweile verstorbene Forscherin Becky Miller in belgischer Höhle Trou Al'Wesse
Monika V. Knul/ dpa

Mittlerweile verstorbene Forscherin Becky Miller in belgischer Höhle Trou Al'Wesse

In der Studie, die in der Fachzeitschrift "Science" erschienen ist, berichten die Wissenschaftler, dass es viele archäologische Fundstätten aus der Altsteinzeit gebe, die Werkzeuge oder andere Gegenstände enthielten. Überreste der Frühmenschen, die sie hergestellt haben, seien aus der Zeit des Pleistozän jedoch Mangelware.

Deshalb kamen die Leipziger Forscher auf die Idee, die Ablagerungen aus bekannten Ausgrabungsstätten auf Überbleibsel von Erbgut zu untersuchen. "Wir wissen, dass einige Bestandteile von Sedimenten DNA binden können", erklärt Meyer. Dieses Genmaterial stammt von Weichteilen, die keine fossilen Spuren hinterlassen.

Die deutschen Wissenschaftler arbeiteten mit internationalen Kollegen zusammen, die Untersuchungen an Ausgrabungsstätten in Spanien, Frankreich, Belgien, Kroatien und Russland vornehmen. Von diesen Orten, überwiegend Höhlen, erhielten die Leipziger Bodenproben, die sie dann mit moderner Technik auf DNA-Stränge untersuchten.

Vindija-Höhle in Kroatien, eine der Fundstätten von Urmenschen-DNA im Sediment
Foto: J. Krause/MPI f. evolutionäre Anthropologie/ dpa

Vindija-Höhle in Kroatien, eine der Fundstätten von Urmenschen-DNA im Sediment

Der größte Teil des Erbguts konnte keinem Lebewesen zugeordnet werden und von den identifizierten genetischen Codes stammte ein Großteil von Mikroorganismen. Die Anthropologen fanden aber auch genetische Spuren von verschiedenen Säugetieren, darunter von ausgestorbenen wie dem Mammut, dem Wollnashorn und der Höhlenhyäne.

Menschen-DNA in fünf von sieben Proben

Die Gruppe um Meyer konzentrierte sich auf die DNA der Mitochondrien, die für die Energieversorgung der Zellen zuständig sind. Diese DNA sei "trotz ihrer geringen Größe informativ, wegen ihrer hohen Entwicklungsgeschwindigkeit in Säugetieren", schreiben die Wissenschaftler.

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Dennoch war die Aufgabe nicht einfach: "Erste Ergebnisse ließen uns vermuten, dass die meisten Proben das Erbgut zu vieler anderer Säugetierarten enthielten, um darin Spuren menschlicher DNA zu entdecken", sagt Viviane Slon vom Leipziger MPI und Erstautorin der Studie. "Also änderten wir unsere Herangehensweise und nahmen bei unserer Analyse ganz speziell DNA-Fragmente menschlichen Ursprungs ins Visier."

In den Ablagerungsproben von fünf der sieben untersuchten Ausgrabungsstätten fanden die Forscher Erbgut von Frühmenschen: viermal vom Neandertaler und einmal vom Denisova-Menschen. Die Sedimente der belgischen Höhle Trou Al'Wesse wiesen Neandertaler-Gene auf, obwohl dort bisher nur Tierknochen und Werkzeuge gefunden worden waren.

Denisova- und Neandertalerspuren bis heute im Erbgut

"Anhand von DNA-Spuren im Sediment können wir nun an Fundorten und in Gebieten die Anwesenheit von Urmenschen nachweisen, wo dies mit anderen Methoden nicht möglich ist", sagt Svante Pääbo, Direktor der Abteilung für Evolutionäre Genetik am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie und Co-Autor der Studie.

Nach der gegenwärtig am stärksten vertretenen Out-of-Africa-Hypothese breitete sich die Gattung Homo von Afrika aus über die Welt aus: Als erstes gelangte demnach Homo erectus vor etwa 1,9 Millionen Jahren nach Asien und Europa. Vermutlich entwickelte sich aus ihm in Europa der Neandertaler, in Afrika der Homo sapiens. Dieser moderne Mensch verließ dann vor 60.000 bis 70.000 Jahren den afrikanischen Kontinent und zog über die Erde.

Der Denisova-Mensch ist erst seit wenigen Jahren bekannt: Im Jahr 2008 fanden russische Archäologen einen Knochen und Zähne in Südsibirien. Es handelt sich um eine weitentfernte Schwestergruppe der Neandertaler. Während diese vor allem in Europa und Westasien lebten, zogen Denisova-Menschen durch Ostasien.

Sie lebten vermutlich noch vor etwa 40.000 Jahren im zentralasiatischen Altai-Gebirge. Der Neandertaler hingegen starb nach bisherigen Erkenntnissen vor etwa 40.000 Jahren aus. Im Erbgut moderner Menschen lassen sich übrigens Spuren beider Gruppen nachweisen.

chs/dpa

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