Rätselhafte DNA entdeckt: Zwei unbekannte Ahnen im menschlichen Erbgut

Forschern der renommierten University of California in Berkeley ist eine spektakuläre Entdeckung gelungen: Sie identifizierten DNA-Abschnitte im Erbgut heutiger Menschen, die von bislang unbekannten Vorfahren stammen. Die Wissenschaftler sprechen von sogenannten „Geistervorfahren“, weil über diese ausgestorbenen Menschengruppen bislang nichts bekannt ist.

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Der Homo sapiens ist heute die einzige noch lebende Menschenart. In der fernen Vergangenheit teilte er sich die Erde jedoch mit zahlreichen anderen Homininen.

Frühere Studien hatten bereits gezeigt, dass sich moderne Menschen mit Neandertalern und den sogenannten Denisova-Menschen paarten und gemeinsame Nachkommen hatten. Die genetischen Spuren dieser Begegnungen tragen viele Menschen bis heute in ihrem Erbgut. Nun deutet eine neue Studie darauf hin, dass es noch mindestens zwei weitere, bislang unbekannte Menschengruppen gegeben haben könnte, die ebenfalls DNA an unsere Vorfahren weitergaben.

Einer der bislang unbekannten Vorfahren paarte sich bereits vor mehr als 50.000 Jahren in Afrika mit den Vorfahren des modernen Menschen. Das geschah noch vor der letzten großen Auswanderungswelle des Homo sapiens nach Europa und Asien. Die dabei vererbten Gene machen heute rund ein Prozent des Erbguts aller Menschen aus – etwa so viel wie der Anteil der Neandertaler-DNA.

Nach den Berechnungen der Forscher hatte sich diese rätselhafte Menschenlinie bereits vor rund 800.000 Jahren von der Entwicklungslinie des modernen Menschen abgespalten – ungefähr zu der Zeit, als sich auch Neandertaler und Denisova-Menschen voneinander trennten.

„Frühere Studien hatten bereits vermutet, dass es eine sogenannte Geister-Abstammung gibt – also genetische Spuren unbekannter ausgestorbener Menschenlinien im Erbgut moderner Menschen“, erklärt die Berkeley-Doktorandin Yulin Zhang, einer der Erstautoren der Studie. „Allerdings war bislang unklar, ob diese unbekannte Abstammung nur bei Afrikanern vorkommt und wann es zu dieser Vermischung kam. Wir konnten nun die entsprechenden DNA-Abschnitte im Genom moderner Menschen identifizieren und kartieren und zeigen, dass diese Geister-Abstammung in allen heutigen Menschen vorkommt – nicht nur bei Afrikanern.“

Zeitlinie: 1,8 Millionen Jahre

Noch geheimnisvoller ist der zweite Vorfahr, den die Forschenden als „super-archaischen Vorfahren“ bezeichnen. Seine Menschenlinie hatte sich bereits vor rund 1,8 Millionen Jahren von anderen Homininen getrennt. Vor mehr als 200.000 Jahren kreuzte sie sich vermutlich in Eurasien mit den Denisovanern – und über diesen Umweg fanden Fragmente der uralten DNA schließlich ihren Weg in das Erbgut des modernen Menschen.

„Der Nachweis dieses super-archaischen Vorfahren ist besonders spannend, weil er genetische Beiträge einer Menschenlinie offenbart, die vor mehr als einer Million Jahren lebte – obwohl von dieser Population bislang keinerlei entschlüsselte DNA vorliegt“, erklärte Arjun Biddanda, Postdoktorand an der Johns Hopkins University und Mit-Erstautor der Studie.

„Dank alter DNA von Neandertalern und Denisova-Menschen sowie neuer genealogischer Methoden erkennen wir zunehmend, dass sich menschliche Populationen im Laufe der Evolution immer wieder miteinander vermischt haben“, sagte Priya Moorjani, Professorin für Molekular- und Zellbiologie an der University of California in Berkeley. „Die menschliche Evolution gleicht daher weniger einem verzweigten Stammbaum als vielmehr einem komplexen Netzwerk, in dem verschiedene Populationen durch wiederholte Wanderungen und Vermischungen miteinander verbunden waren.“

Unterschied zwischen Neandertaler- und Denovianer-DNA

Die meisten Menschen außerhalb Afrikas tragen heutzutage etwa ein bis zwei Prozent Neandertaler-DNA in ihrem Erbgut. Genauer gesagt: Im Durchschnitt stammen etwa ein bis zwei Prozent des Genoms heutiger Europäer und Asiaten von Neandertalern. Das ist das Ergebnis von Vermischungen zwischen Neandertalern und frühen modernen Menschen vor etwa 50.000 bis 60.000 Jahren, kurz nachdem Homo sapiens Afrika verlassen hatte.

Die geerbten DNA-Abschnitte beeinflussen bis heute den Menschen. Einige Varianten stehen mit der Immunabwehr, Haut- und Haarmerkmalen oder der Anpassung an Umweltbedingungen in Zusammenhang. Andere erhöhen das Risiko für bestimmte Erkrankungen oder beeinflussen die Reaktion auf Infektionen.

Bevölkerungsgruppen in Asien und Ozeanien besitzen darüber hinaus neben der Neandertaler-DNA auch genetische Anteile der Denisova-Menschen. Entsprechende Überreste von Denisovanern wurden vor allem aus dem eurasischen Raum entschlüsselt:

Das Erbgut des ältesten bislang in der Mongolei entdeckten menschlichen Fossils hatte vor rund sechs Jahren neue Einblicke in die frühe Geschichte des Menschen ermöglicht. Forscher des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und der Mongolischen Akademie der Wissenschaften zeigten, dass in rund 34.000 Jahren alten Überresten einer Frau etwa 25 Prozent der DNA von westeurasischen Vorfahren stammte. Außerdem entdeckte das Team im Genom der Frau – ebenso wie bei einem rund 40.000 Jahre alten Menschen aus China – DNA-Spuren von Denisovanern, der ausgestorbenen Menschenform, die in Asien lebte, bevor der moderne Mensch dort eintraf.

Interessant ist außerdem, dass sich Neandertaler und Denisovaner auch untereinander vermischten. Von einem Fossil aus der Denisova-Höhle im Altai-Gebirge im Süden Sibiriens, nahe der Grenzen zu Kasachstan, der Mongolei und China, weiß man sogar, dass es eine Frau mit einer Neandertaler-Mutter und einem Denisovaner-Vater war – ein direkter Nachweis, dass beide Menschenformen gemeinsame Nachkommen hatten.

Um wen es sich nun bei diesem „Geistervorfahren“ und dem „super-archaischen Vorfahren“ genau handelte, ist bislang unklar. Die berechneten Zeitpunkte ihrer Abspaltung passen jedoch zu bekannten Menschenformen: Die Geistervorfahren könnten zu Homo-Gruppen des Mittelpleistozäns gehört haben, die vor rund 800.000 Jahren in Afrika lebten. Der super-archaische Vorfahre könnte dagegen mit Homo erectus identisch oder eng verwandt gewesen sein, der Eurasien bereits vor etwa 1,8 Millionen Jahren besiedelte.