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Menschheitsgeschichte: Gendaten für die große Wanderkarte

Immer mehr und immer bessere Gendaten verraten, wie sich der Mensch einst über die Erde ausbreitete. Doch an einigen entscheidenden Stellen widersprechen sich die Resultate.
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Mit gleich vier Fachaufsätzen, flankiert von zwei Begleitkommentaren, widmet sich »Nature« der großen Wanderung des Homo sapiens – der Ausbreitung unserer Art in nahezu jeden bewohnbaren Winkel der Welt. Die Forschergruppen liefern dazu eine Fülle neuer Erbgutdaten, insbesondere aus Regionen, die bislang vernachlässigt wurden.

Ein Team um David Reich von der Harvard University veröffentlichte seine DNA-Untersuchungen an 300 Personen aus insgesamt 142 Bevölkerungsgruppen. Dabei bestätigt sich im Wesentlichen das bekannte Szenario, wonach der letzte gemeinsame Vorfahr aller heutigen Menschen vor etwa 200 000 Jahren im östlichen Afrika lebte. Diese Population spaltete sich zunächst innerhalb Afrikas auf. Später gingen aus ihr die Auswanderer hervor, die zu den Vorfahren all jener Menschen wurden, welche keine afrikanischen Wurzeln haben. Das Team um Reich fand heraus, dass die genetische Mutationsrate bei den »Nichtafrikanern« in der Vergangenheit leicht erhöht war – um fünf Prozent. Solche Befunde sind wichtig, um die Gabelungen im Stammbaum zeitlich zu datieren.

Eine Population mit hoch spannender, aber bislang noch kaum untersuchter Geschichte bilden die verschiedenen Gruppen australischer Ureinwohner. Ein Team um Eske Willerslev, Genetiker des Naturhistorischen Museums Dänemarks in Kopenhagen, hat nun erstmals umfassende DNA-Daten von Aborigines gewonnen: Es sequenzierte das Erbgut von 83 indigenen Australiern und 25 Personen aus dem Hochland von Papua. Dabei zeigte sich unter anderem, dass die heutigen australischen Ureinwohner seit der Trennung von den Papuanern vor über 37 000 Jahren nahezu vollständig isoliert waren. Infolgedessen entwickelten sie eine große genetische Vielfalt.

Die Wissenschaftler entdeckten auch die genetischen Spuren eines rätselhaften Ereignisses vor etwa 4000 Jahren. Damals kam es zu einer Umwälzung in der Kultur vieler Aborigines-Gruppen und parallel dazu zur Ausbreitung der Pama-Nyunga-Sprachen, zu denen heutzutage die meisten australischen Idiome gehören. Willerslev und Kollegen konnten diesen Vorgang nun auch im Genom der Australier nachvollziehen. Demnach scheint eine Gruppe von Innovatoren aus dem Norden des Kontinents – mutmaßliche Sprecher einer Pama-Nyunga-Sprache – sich australienweit verbreitet zu haben und dabei die ortsansässige Bevölkerung stark kulturell, aber bemerkenswerterweise nur minimal genetisch beeinflusst zu haben.

Die Historie der gemeinsamen Vorfahren von Papuanern und Australiern hingegen, die bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt nach Südostasien gelangt waren, wird noch kontrovers diskutiert. Laut der Studie von Willerslev und Team trennten sich die Vorfahren dieser beiden Gruppen von den übrigen Eurasiern vor weniger als 72 000 Jahren. In ihrem Szenario geht dieser Zweig direkt auf die ersten Auswanderer aus Afrika zurück.

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Günstige Bedingungen | Aus der Simulation des Klimas der Vorzeit geht hervor, dass zyklische Veränderungen in der Rotationsachse der Erde immer wieder günstige Bedingungen für die Ausbreitung des Menschen hervorriefen.

Ein Team um Mait Metspalu vom Estnischen Biozentrum in Tartu kommt jedoch zu einem anderen Schluss. Seine Untersuchungen an mehreren hundert Genomen führen es zu einem Szenario, dem zufolge es eine extrem frühe Auswanderungswelle aus Afrika gab, bei der Menschen bereits vor 120 000 Jahren Richtung Asien aufbrachen. Hinweise auf diese frühe Wanderung lieferten unter anderem archäologische Ausgrabungen. Metspalu und Kollegen finden nun Hinweise im Erbgut der Australier. Sie schätzen, dass sich diese Menschen in Ostasien niederließen, wo sie den später einwandernden Vorfahren von Australiern und Papuanern ein genetisches Erbe bescherten, das in den Jahrtausenden auf inzwischen gerade einmal zwei Prozent zusammengeschrumpft ist. Bei ihrer Wanderung in den ostasiatischen Raum begegneten die Menschen auch Neandertalern und Denisovanern, die ebenfalls genetische Spuren hinterließen.

Keine genetischen, sondern klimageschichtliche Hinweise auf die große Wanderung der Menschheit liefern die Simulationen von Axel Timmermann und Tobias Friedrich von der University of Hawaii. Sie berechneten für die vergangenen 125 000 Jahre das Klima der Erde und ermittelten daraus, in welchen Regionen wann genügend Ressourcen für frühe Menschen zur Verfügung standen.

Klimaveränderungen hätten entscheidenden Einfluss auf den Ablauf der Migration genommen, erklären die Forscher. Als wichtigsten Einflussfaktor machen sie die zyklischen Schwankungen der Erdachse aus, die immer wieder zu jahrtausendelangen Phasen mit günstigen Bedingungen führten. Im Modell der Forscher decken sich die simulierten Veränderungen im Ökosystem Erde gut mit den aus anderen Studien gewonnenen Szenarien über die Ausbreitung des Menschen. Auch sie finden ein günstiges Zeitfenster zwischen 130 000 und 118 000 Jahren, in dem einer frühen Erstauswanderung aus Afrika ein »grüner Korridor« geöffnet gewesen wäre. Den eigentlichen Beginn der Auswanderung setzen sie allerdings erst einige Jahrtausende später an. Ab etwa 70 000 Jahren vor heute war dann der Korridor aus Afrika wieder zeitweise versperrt.

Bis sich die Forschung auf ein zusammenhängendes Gesamtbild der frühmenschlichen Wanderbewegungen einigen können wird, bedarf es wohl noch weiterer Untersuchungen – an modernen wie an alten Gendaten. DNA-Studien an altsteinzeitlichen Funden aus Europa haben zuletzt beispielsweise deutlich gemacht, dass mitunter eine gesamte Population genetisch aus den Daten »verschwinden« kann, indem sie bei heute in der gleichen Region lebenden Menschen keinerlei genetische Spuren hinterlässt. Gleichzeitig finden sich in den modernen Genomen Hinweise auf Populationen, die archäologisch nicht bekannt sind. Beide Faktoren führen dazu, dass die Wanderkarte des Homo sapiens noch immer einige weiße Flecken und Holzwege verzeichnet.

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