Vor etwa 20 Jahren begann der neuseeländische Molekulargenetiker Allan Wilson während seiner Tätigkeit an der Universität von Kalifornien in Berkeley damit, einen variablen Abschnitt der Erbsubstanz DNA von lebenden Menschen zu vergleichen, um anhand dessen den vorgeschichtlichen Stammbaum dieses Erbmoleküls aufzustellen. Populär geworden ist vor allem die hieraus abgeleitete Vorstellung, dass der moderne Mensch, der Homo sapiens, vor schätzungsweise 130000 Jahren in Afrika entstand und sich von dort aus über den Nahen Osten nach Asien, Europa und in die übrige Welt ausbreitete, wo er frühere Menschenformen verdrängte, etwa in Europa die Neandertaler (siehe auch Spektrum der Wissenschaft 12/85, Seite 160 und 6/92, Seite 72).

Aber auch zur menschlichen Besiedlung einzelner Regionen der Welt liefern solche Stammbaumanalysen nun allmählich recht genaue Bilder. Das gilt gleichermaßen für die Bevölkerung Europas, deren Geschichte nach der letzten Eiszeit sich seit einigen Jahren unerwartet neu darstellt.

Mehrere Forscherteams untersuchen inzwischen die Abstammung der Europäer an teilweise unterschiedlichen Bereichen des Erbguts. Das Grundprinzip ist immer ähnlich: Man erfasst die Mutationen, die sich im Laufe der Zeit in ausgewählten DNA-Abschnitten ereignet haben und in ihren Mustern Abstammungslinien repräsentieren. Dann erstellt man aus den heutigen DNA-Molekülen den Stammbaum der prähistorischen DNA-Moleküle.

Dieser DNA-Stammbaum entspricht einem Familienstammbaum, aber mit zwei wichtigen Unterschieden: Erstens ist der DNA-Stammbaum nicht so detailliert wie ein Familienstammbaum, da sich nicht notwendigerweise in jeder Generation und in jedem Ast eine kennzeichnende Mutation ereignet hat. Zweitens aber reicht der DNA-Stammbaum bis an die Anfänge der Menschheit vor 130000 Jahren zurück, viel tiefer als das beste Familienbuch. Aus der bekannten Mutationsgeschwindigkeit kann dann das absolute Entstehungsalter jedes rekonstruierten Vorfahren im DNA-Stammbaum berechnet werden.

Zu den Wissenschaftlern verschiedener Disziplinen, welche die hier vorgestellten Studien über die europäische Besiedlungsgeschichte durchgeführt haben, gehören neben anderen Martin Richards von der Universität Huddersfield (England), Antonio Torroni von der Universität Pavia und Hans-Jürgen Bandelt von der Universität Hamburg. Für die hier angeführten Ergebnisse wurde Erbmaterial der Mitochondrien verglichen – Zellorganellen, die ein eigenes Genom getrennt von dem des Zellkerns besitzen und nur von der Mutter weitervererbt werden (während die Chromosomen im Zellkern teils von der Mutter, teils vom Vater stammen). Diese Befunde von inzwischen über 10000 Europäern geben darum über die weiblichen Abstammungslinien Auskunft.

Die Berechnungen ergaben Stammbäume, die sich vielfältig verästeln und verzweigen. Dabei ist zu erkennen, dass sich die heutigen Europäer hinsichtlich des untersuchten DNA-Abschnitts in eine kleine Anzahl von Grundtypen (oder Grundmustern) aufteilen, die jeweils in einer größeren Zahl von Varianten oder Spielarten vorkommen.

Wenn von einem Knoten im Stammbaum viele Zweige zugleich sternartig abstrahlen, heißt dies, dass die Zahl der Mutationsmuster binnen kurzem stark angestiegen sein muss – dass sich folglich Träger des genetischen Musters des Knotenpunktes rasch vermehrt haben müssen. Wir erkennen daraus, welche genetischen Muster an Bevölkerungsexpansionen teilhatten.

Konkret bedeutet dies: Egal, wo in Europa eine Person lebt beziehungsweise woher auf dem Kontinent ihre nächsten weiblichen Vorfahren stammten – der verwendete Algorithmus weist das untersuchte Erbmuster dieses Menschen einem Expansionstyp zu. Menschen gleichen Grundtyps können sich heute an ganz verschiedenen Orten finden, also weit gestreut über Europa leben. Interessant ist dabei, wie häufig jeder Typ in den einzelnen Gebieten anzutreffen ist. Da unser Rechenverfahren auch die Erbmuster der Nachfahren in den Stammbaum einbaut und deren Alter erkennt, erfahren wir im günstigen Fall auch, wie die einzelnen genetischen Typen sich nach und nach über Europa ausbreiteten.

Wir haben zu unseren Daten auch genetische Muster von Menschen außereuropäischer Regionen aufgenommen, insbesondere von Vorderasien und Nordafrika. So konnten wir erkennen, wo die einzelnen europäischen Grundmuster herkommen und wie alt sie sind.

Unser wichtigstes Ergebnis: Mindestens drei Viertel der heutigen Europäer stammt in weiblicher Linie direkt von Alteuropäern ab, die bereits vor dem Höhepunkt der letzten Vereisung – also vor über 20000 Jahren – aus dem Nahen Osten kamen. Die ältesten europäischen Typen dürften nach unseren Daten vor 50000-80000 Jahren in Vorderasien entstanden sein. Es erweist sich klar, dass sie alle von Linien des modernen Homo sapiens abstammen, also nicht etwa auf Neandertaler zurückgehen.

Das eiszeitliche Maximum konnten die Europäer vermutlich nur in den wenigen klimatisch günstigeren Refugien überstehen, wovon die beiden wichtigsten in der Ukraine und in Südwesteuropa lagen. Wie wir zeigten, kamen die Populationen, die den Westen und Norden des Kontinents nach der Eiszeit wieder besiedelten – laut genetischer Datierung vor 10000-15000 Jahren – zu einem beträchtlichen Teil aus Südwesteuropa, denn die Basken und die übrigen West-europäer unterscheiden sich genetisch nur zu etwa 25 Prozent. Das bedeutet, völlig entgegen den bisherigen Vorstellungen, dass im Neolithikum neu zugewanderte Menschengruppen zur europäischen Bevölkerung nur relativ wenig beitrugen.

Besonders interessant erscheinen die Ergebnisse über zwei der genetischen Grundtypen des Mitochondrien-Genoms, die wir Version "H" (oder Typ "H") und Version "V" (Typ "V") nennen. "H" könnte man der Einfachheit halber als "Hauptversion" lesen, denn diesen Typ weisen rund 40 Prozent der Europäer auf. Es steht fest, dass dieser Typ schon während der letzten Eiszeit in Europa vorhanden war.

Die Version "V" mag hier salopp für "Vaskonen" stehen. Sie gibt nämlich Hinweise auf die Expansion der Menschen nach der letzten Eiszeit aus dem eiszeitlichen Rückzugsgebiet in Nordspanien/Südfrankreich (wie einige andere Linien auch). Wie dieser Typ "V" sich einst ausbreitete und heute in der Bevölkerung Europas verteilt.

Besonders bemerkenswert erscheint: Nicht einmal ein Viertel der heutigen Europäer hat diesen Daten zufolge in weiblicher Linie Vorfahren, die erst vor weniger als 10000 Jahren auf den Kontinent kamen. Von diesen Zuwanderern, die vermutlich in Europa die ersten Ackerbauern und Viehzüchter waren, erkennen wir mehrere Schübe, sprich mehrere genetische Linien verschiedenen Alters. So zeichnet sich in Westeuropa eine 10000 Jahre alte Linie ab, in Mitteleuropa eine 6000 Jahre alte. Nach neueren Theorien kamen die ersten Ackerbauern entlang der Mittelmeer- und der Atlantikküste nach Europa – was auch linguistische Untersuchungen der letzten Zeit vermuten lassen.

Unsere Studien des Mitochondrien-Genoms geben allein über die weibliche Abstammungslinie Auskunft. Das könnte bedeuten, dass hauptsächlich Frauen ihr Erbgut in die heutige europäische Bevölkerung eingebracht haben und dass später mit den ersten Ackerbauern, den Neolithikern, vor allem Männer neu einwanderten.

Diese Frage werden erst weitere genetische Untersuchungen etwa über das Y-Chromosom klären können, denn dieses rein männlich vererbte Chromosom könnte über die männlichen Abstammungslinien Auskunft geben. Eine neuere Studie am Y-Chromosom, die Ornella Semino von der Universität Pavia zusammen mit einem internationalen Team durchführte, liefert hierzu die ersten Schritte. In dieser Studie vermuteten die Forscher, dass ihre Befunde gut zu denen am Mitochondrien-Genom passen könnten: Nur rund 20 Prozent der Y-Linien in Europa schienen erst in jüngerer Zeit auf dem Kontinent aufgetaucht zu sein. Auch dürfte eine Ausbreitungswelle von der Iberischen Halbinsel her gekommen sein. Allerdings ist die zeitliche Zuordnung dieser Daten noch unsicher.

Was wir hier für die Bevölkerung Europas geschildert haben, scheint nicht einmal ein regionaler Sonderfall gewesen zu sein. Schließlich war die Eiszeit ein globales Phänomen. Zumindest von genetischer Seite erkennen wir bereits ähnliche Auswirkungen auf anderen Kontinenten.

In zwei Mitochondrienstudien zur menschlichen Besiedlung Asiens und Amerikas haben wir jeweils eine klare eiszeitliche Entvölkerung der nördlichen Breiten mit anschließender Neubesiedlung ausgemacht. (An der Asien-Studie wirkten Arne Röhl von der Universität Hamburg, Antonio Torroni von der Universität Pavia und Colin Renfrew von der Universität Cambridge mit. Unterstützt wurde diese Arbeit vom British Council und vom Deutschen Akademischen Austauschdienst.)

Einmalige Einwanderung

Zum Beispiel stellten wir bei Indianern in verschiedenen Gebieten Amerikas immer wieder dieselben vier Haupttypen mitochondrialer DNA fest. Alle vier Typen sind von Feuerland bis nach Kanada hinein verbreitet. Das Alter aller vier Typen beträgt etwa 25000 Jahre. Wir schließen daraus auf eine einzige Einwanderung von Asien nach Amerika über die damals trockene Beringstraße, die vor dem eiszeitlichen Höhepunkt vor 20000 Jahren stattfand, nämlich zu einer Zeit, als Gletscher noch nicht den Weg nach Süden versperrten.

Im äußersten Norden und Nordwesten Amerikas, bei den Eskimos und Na-Dene-Stämmen, ist dagegen fast nur einer der vier genetischen Typen anzutreffen. Außerdem sind die Varianten dieses Typs dort nur rund 10000 Jahre alt. Unsere Folgerung, dass sich diese Völker nach dem Ende der Eiszeit entlang den nördlichen Regionen ausbreiteten, deckt sich mit den Thesen des amerikanischen Linguisten Joseph Greenberg zur Herkunft der Sprachen Amerikas.

In Ostasien wiederum fanden wir eine klare genetische Abstufung zwischen dem Norden und dem Süden, die Genetikern schon früher aufgefallen war. Die Grenze liegt ungefähr nördlich von Korea. In Südostasien erfassten wir bei der Mitochondrien-DNA etwa sechs Expansionstypen, die über 30000 Jahre alt sind und an der Erstbesiedlung Amerikas beteiligt waren.

Doch im Norden Asiens finden sich fast nur davon abgeleitete Linien, die anscheinend alle jünger als 16000 Jahre sind. Offensichtlich haben diese Menschen, nachdem sie nach der Eiszeit in den Norden gekommen waren, noch vorhandene Spuren der Indianer-Vorfahren in Ostsibirien verwischt. Ob in Zentral- und Nordasien ein sprachliches Gegenstück zur genetischen Neubesiedlung ähnlich wie in Europa und Nordamerika existiert, ist noch strittig. Bei diesen Fragen bewegen wir uns am Rande des Erkennbaren. Wir versuchen aber in interdisziplinärer Zusammenarbeit, die Grenze immer weiter hinauszuschieben.

Literaturhinweise


A Signal, from Human mtDNA, of Postglacial Recolonization in Europe. Von Antonio Torroni et al. in: The American Journal of Human Genetics, Bd. 69, S. 844, 2001.

Aus: Spektrum der Wissenschaft 5 / 2002, Seite 41
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