Evolution: Mensch übernahm zahlreiche Gene von Bakterien

Menschen bekommen ihre Gene nicht nur von ihren Vorfahren. Eine Studie liefert jetzt Hinweise darauf, dass Homo sapiens im Verlauf der Evolution mehr als hundert Gene von Bakterien übernommen hat. Viele davon erfüllen wichtige Funktionen.

Menschliches Erbgut: Über Gentransfer geben Organismen Fähigkeiten an andere Lebewesen weiter

Foto: Corbis

Der Mensch hat im Lauf der Evolution vermutlich weit mehr als 100 Gene von Mikroorganismen übernommen. Eine britische Studie deutet darauf hin, dass rund 150 Erbanlagen durch sogenannten horizontalen Gentransfer in das Genom des Menschen gelangten. Diese Form des Genaustauschs wird nicht von einer Generation zur nächsten weitergegeben, sondern zwischen verschiedenen Arten.

Horizontaler Gentransfer (HGT) ist für Mikroorganismen und wirbellose Tiere gut belegt. Unter Bakterien verbreiten sich auf diesem Weg etwa Resistenzen gegen Antibiotika. Wolbachia-Bakterien schleusen sogar ihr gesamtes Genom in die Fruchtfliege Drosophila ananassae - auch wenn sie später nur einige der Gene Funktionen übernehmen.

Bei Wirbeltieren sind solche Fälle bislang nur vereinzelt bekannt. Aufsehen erregte im Jahr 2001 eine Studie zum Humangenom, derzufolge 113 Gene von Bakterien auf Homo sapiens übergingen. Doch dieses Resultat war bislang umstritten.

Die meisten Gene stammen von Bakterien

Die britischen Forscher griffen das Thema erneut auf - konnten nun aber auf weit umfangreichere Genom-Datenbanken zurückgreifen. Sie verglichen die Genome von zwölf Fruchtfliegenarten, vier verschiedenen Fadenwürmern und zehn Primatenspezies, darunter der Schimpanse und der moderne Mensch. Dabei verglichen sie deren Gene mit Erbanlagen von Mikroorganismen.

Beim Menschen fanden sie bis zu 145 solcher transferierten Gene. Viele davon haben wichtige Funktionen: Manche sind am Fettstoffwechsel beteiligt, andere an Immunreaktionen. Offenbar boten diese Anlagen den Empfängern Vorteile. Die meisten Gene stammen von Bakterien und anderen Kleinstlebewesen, sogenannten Protisten, manche auch von Pilzen. Auf die Mechanismen der Übertragung gehen die Forscher nicht ein. Möglicherweise könnten Viren dazu beigetragen haben.

Aus der Verbreitung der Gene in den Stammbäumen schätzten die Forscher den Zeitpunkt des Transfers. Bei Menschen und anderen Primaten geschah der Transfer demnach überwiegend zur Zeit gemeinsamer Ahnen. Bei Fruchtfliegen und Fadenwürmern dauert der Prozess jedoch bis heute an.

Vermutlich trete der Transfer im gesamten Tierreich auf und spiele in der Evolution eine bislang unterschätzte Rolle, schreibt das Tram um Gos Micklem von der University of Cambridge im Fachblatt "Genome Biology" .

"Dies ist die erste Studie, die zeigt, dass horizontaler Gentransfer bei Tieren und Menschen weit verbreitet ist und Dutzende oder Hunderte aktiver Gene entstehen lässt", wird Erstautor Alastair Crisp in einer Mitteilung der Universität zitiert. "Überraschenderweise ist der horizontale Gentransfer keineswegs selten, und es scheint, als habe er zur Evolution vieler, möglicherweise sogar aller Tiere beigetragen. Das heißt, dass wir unsere Vorstellung von Evolution überdenken müssen."

"Das ist eine spannende und plausible Studie", sagt Axel Meyer von der Universität Konstanz, der nicht an der Untersuchung beteiligt war. "Das Ergebnis ist sehr wichtig und wird sicher viel Aufmerksamkeit erregen. Aber es bleiben viele Fragen offen, etwa zum Mechanismus des Gentransfers." Eine Gruppe um Meyer hatte 2012 gezeigt , dass bestimmte Gene von Wirtfischen mehrfach unabhängig auf Fischparasiten - Neunaugen - übertragen wurden.

jme/dpa