Foto: Reuters/Johannes Krause, Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie

Wir haben mehr Neandertaler in uns als gedacht

5. Oktober 2017, 20:00

Die Genanalyse von 52.000 Jahre alten Knochen wirft ein neues Licht auf die frühe Beziehung zwischen Mensch und Neandertaler

Die Gebeine eines weiblichen Neandertalers, der vor rund 52.000 Jahren in der Vindija-Höhle in Kroatien gelebt hat, lieferten nun eine genetische Karte unseres Verwandten von hoher Qualität.
foto: reuters/johannes krause, max-planck-instituts für evolutionäre anthropologie

Leipzig/Wien – Kein anderer unserer Vorfahren ist näher mit uns verwandt als der Neandertaler. Diese evolutionäre und geografische Nachbarschaft führte sogar dazu, dass Neandertaler und Menschen gemeinsame Nachkommen hervorbrachten – die genetischen Beweise dafür findet man noch heute in unserem Erbgut.

Was man mittlerweile über diese zwischenartlichen Beziehungen und ihre Folgen weiß, verdanken wir der Entschlüsselung der Erbanlagen von fünf Individuen: Ein Exemplar stammt aus der Mezmaiskaya-Höhle in Russland, drei aus der Vindija-Höhle in Kroatien und eines aus dem sibirischen Altai-Gebirge. Allerdings lieferte bisher nur letzteres ein hochqualitatives genetisches Bild unseres Verwandten.

Genetischer Schatz

Nun haben Forscher des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig einen genetischen Schatz präsentiert, der die Kenntnisse über den Neandertaler bedeutend bereichern dürfte: Die Paläogenetiker um Kay Prüfer untersuchten Milliarden DNA-Fragmente einer Neandertalerfrau, die 1980 ebenfalls in der kroatischen Vindija-Höhle entdeckt worden war.

Die nun im Fachjournal "Science" veröffentlichten Resultate des Erbgutpuzzles ergaben eine genetische Karte, die in dieser Qualität bisher nur vom Altai-Fund vorlag und eine ganze Reihe früherer Beobachtungen untermauert. So dürfte das Individuum mit der Bezeichnung Vindija 33.19, das vor etwa 52.000 Jahren lebte, nahe mit jenen Neandertalern verwandt gewesen sein, die sich mit dem modernen Menschen vermischten.

Aus den Knochen von Vindija 33.19 extrahierten die Forscher Millionen DNA-Fragmente, die ihnen neue Erkenntnisse über den Neandertaler eröffneten.
foto: frank vinken /max-planck-institut für evolutionäre anthropologie

Kleine Population

Noch spannender ist der Befund, dass die bisher genetisch erfassten Neandertaler untereinander enger verwandt waren als zwei beliebige moderne Menschen. "Eine so nahe Verwandtschaft zwischen zwei Individuen, die mehrere Tausend Kilometer und Jahre voneinander entfernt lebten, zeigt, dass Neandertaler in einer kleinen Population gelebt haben müssen", sagt Fabrizio Mafessoni, Koautor der Studie. Wirkliche Inzuchtprobleme dürfte es bei der Vindija-Gruppe im Unterschied zu der Population im Altai aber nicht gegeben haben.

Vindija 33.19 lieferte auch neue direkte Belege für die Paarung von Neandertalern und Homo sapiens. Demnach dürfte es erstmals vor 130.000 bis 145.000 Jahren zu einem horizontalen Erbgutaustausch gekommen sein, also noch bevor die sibirischen und kroatischen Populationen getrennte Wege gegangen sind.

Mehr Neandertaler-DNA als gedacht

Insgesamt dürfte der Anteil an Neandertaler-DNA am Genom eines modernen Menschen außerhalb Afrikas höher sein als bisher angenommen: Prüfer und seine Kollegen kamen auf einen Neandertaler-Beitrag von 1,8 bis 2,6 Prozent, davor lagen die Schätzungen bei 1,5 bis 2,1 Prozent.

Jüngste Studien haben gezeigt, dass einige dieser Neandertaler-Gene noch heute Einfluss auf das Immunsystem haben und zu modernen Krankheiten beitragen. Nun zeigt sich, dass diese Vermischung sogar Auswirkungen darauf hat, wie wir heute aussehen und wie wir uns fühlen: Janet Kelso und Kollegen vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie berichtet in einer im "American Journal of Human Genetics" präsentierten Arbeit von der Entdeckung von DNA-Abschnitten mit Neandertaler-Herkunft, die den Hautton, die Haarfarbe, Schlaf und unsere Stimmung steuern.

Weil Neandertaler-DNA im menschlichen Erbgut relativ selten ist, mussten die Wissenschafter für ihren Vergleich die Daten von einer Vielzahl von Menschen analysieren. Diese fanden sie in den mehr als 112.000 Teilnehmern an der britischen "UK Biobank"-Pilotstudie. Die Datenbank enthält genetische Information sowie Informationen unter anderem zum Aussehen, zur Ernährung, zur Sonneneinstrahlung, zum Verhalten und zu Krankheiten.

So etwa könnte die Vermischung zwischen modernen Menschen und Neandertalern ausgesehen haben: Neandertaler-DNA in heute außerhalb Afrikas lebenden Menschen stammt aus einer Vermischung vor 47.000-65.000 Jahren (grüner Pfeil). DNA moderner Menschen im Neandertaler ist wahrscheinlich das Ergebnis eines früheren Kontakts zwischen beiden Gruppen vor etwa 100.000 Jahren (roter Pfeil).
illustr.: ilan gronau/max-planck-institut für evolutionäre anthropologie

Neandertaler mit unterschiedlichen Haarfarben

Die vergleichende Untersuchung ergab überraschenderweise, dass einige Neandertaler-Varianten in Verbindung mit helleren Hauttönen stehen, andere mit dunkleren Hauttönen. Das gleiche gilt für die Haarfarbe. Das könnten nach Ansicht der Forscher darauf hindeuten, dass Neandertaler unterschiedliche Haarfarben und Hauttöne hatten, so wie heutige Menschen auch.

Darüber hinaus fanden die Wissenschafter Neandertaler-Genbausteine, die auch Merkmale wie Stimmung, Rauchverhalten und Schlafmuster beeinflussen. Beispielsweise sind Menschen mit bestimmten Neandertalervarianten durchschnittlich häufiger Raucher, während andere Neandertaler-DNA öfter in "Nachtmenschen" zu finden ist.

Anpassung an wechselnde Sonneneinstrahlung

Viele dieser Merkmale stehen mit der Sonneneinstrahlung in Zusammenhang. Als die modernen Menschen vor etwa 100.000 Jahren in Eurasien eintrafen, lebten die Neandertaler dort schon seit mehreren Tausend Jahren. Sie waren wahrscheinlich an niedrigere oder wechselnde Mengen an ultravioletter Sonnenstrahlung besser angepasst als die Menschen, die gerade aus Afrika eingewandert waren.

"Haut- und Haarfarbe, Biorhythmen und Stimmung werden alle von der Sonneneinstrahlung beeinflusst", so die Forscher. "Wir denken daher, dass diese zur Herausbildung der verschiedenen Neandertaler-Phänotypen beigetragen haben könnte und durch Genfluss auch weiterhin zur Variation dieser Eigenschaften bei heute lebenden Menschen beiträgt." (Thomas Bergmayr, red, 5.10.2017)