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Genom-Forschung: Zellkern-DNA von Neandertalern aus Höhlenstaub

Zum ersten Mal haben Forscher das Zellkern-Erbgut von Neandertalern aus dem Staub alter Wohnhöhlen isoliert. Die neue Technik dürfte bald tiefere Einblicke in die Gene und Wanderungen der Eiszeitmenschen möglich machen.
Neandertal-Jäger in Höhle

Im Atapuerca-Höhenzug Nordspaniens lebten vor rund 100 000 Jahren über viele Generationen hinweg Neandertaler, worauf Steinwerkzeuge, uralte Feuerstellen und Knochen von gejagten Tieren hinweisen. Nun ist es Forschern gelungen, auch die genetische Spur der längst vergangenen Bewohner aufzunehmen: Ein Team von Erbgutspezialisten des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig hat DNA-Spuren der Neandertaler aus Bodenproben einer Wohnhöhle gewinnen und analysieren können. Dabei konnten Benjamin Vernot, Matthias Meyer und ihre Kollegen erstmals auch die Sequenz von Erbgut aus dem Zellkern untersuchen. Dies ist ein enormer technischer Sprung. Vorher war es nur gelungen, die in deutlich größeren Mengen vorhandenen Spuren von Mitochondrien-DNA aus dem Bodenstaub von einst lange benutzen Siedlungsorten zu holen.

Die neue Technik sollte es in Zukunft möglich machen, in vielen alten Siedlungsorten von Frühmenschen mit Erfolgsaussichten auf die Jagd nach uralten Erbgutspuren zu gehen. Dazu müssen nicht einmal Knochen-, Zahn- oder Schädelfragmente gefunden werden, aus denen bislang DNA-Reste extrahiert werden mussten. So können Forscher dann ein viel umfassenderes Bild der Menschen zeichnen, die im Pleistozän Europa besiedelten.

In ihrer aktuellen, in »Science« veröffentlichten Studie beschreiben die Forscher ihre Suche nach DNA-Spuren in drei Höhlen, die von Neandertalern oder anderen Frühmenschen bewohnt worden sind: der spanischen Estatuas-Höhle sowie der Denisova- und der Chagyrskaya-Höhle in Sibirien. In allen drei Höhlen konnten die Forscher alte menschliche Zellkern- und Mitochondrien-DNA aus Bodenproben isolieren und sie mit Genproben vom Erbgut von Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren abgrenzen, die an allen Fundorten fast die gesamte Menge aller gesammelten DNA-Spuren ausmachen.

Mit dem erfolgreich isolierten Erbgut aus Spanien lässt sich nun sogar die lokale und regionale Besiedlingsgeschichte in groben Zügen nachvollziehen: Die Forscher fanden Spuren eines männlichen Neandertalers, der vor 113 000 Jahren lebte und mit der Gruppe von Frühmenschen weitläufig verwandt war, die etwas früher schon im westlichen Sibirien und auf dem Gebiet des heutigen Belgiens und Deutschlands gelebt hatten. Später aber bewohnten eine neue Gruppe die Höhle in Spanien, wie das Erbgut von zwei weiblichen Neandertalern belegt, die vor rund 100 000 Jahren gelebt hatten. Sie ähneln dem späteren »klassischen« Neandertalertypus, der erst später Europa besiedelt hat und vor 70000 Jahren in Kroatien und 60 000 Jahren noch im russischen Altai gelebt hatte. Die moderneren Neandertaler unterscheiden sich unter anderem durch ihr größeres Schädelvolumen von den älteren.

Die in der Höhle gefundenen Mitochondrien-DNA von weiteren Frühmenschen verschiedener Generationen macht zudem deutlich, dass die genetische Vielfalt der Bevölkerung nach und nach abgenommen hat – wohl, weil die Population der Neandertaler insgesamt immer kleiner wurde. Ähnliche Schlussfolgerungen hatten Forscher schon vorher aus der Analyse von Mitochondrien-Erbgut gezogen. Wahrscheinlich hing auch der Erfolg der Neandertaler von den klimatischen Bedingungen ab: Während sie sich in relativen Warmzeiten selbst ins nördliche Europa vorwagen konnten, brach ihre Population in kälteren Zeiten zusammen.

Die Leipziger MPI-Wissenschaftler möchten mit ihrer neuen Technik in Zukunft in weiteren Höhlen auf die Suche nach alten DNA-Spuren gehen. Am Ende könnte so ein deutlich umfassender Blick auf die genetischen Geschichte der Menschen und ihren Wanderungsbewegungen in der Eiszeit gelingen.

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