Helle Augen, blonde Haare, kräftige Figur – oder doch lieber schlank? Dass Menschen bei der Partnerwahl Vorlieben haben, ist alles andere als überraschend. Das war bereits bei unseren Urgroßeltern und bei deren Urgroßeltern so. Könnten demnach auch die Menschen der Altsteinzeit vor Zehntausenden oder gar Hunderttausenden Jahren ihre Partner nach ähnlichen Kriterien gewählt haben? Genau das schlagen die Genetiker Alexander Platt, Daniel Harris und Sarah Tishkoff von der University of Pennsylvania in Philadelphia in der Zeitschrift »Science« vor.

Allerdings geht es ihnen vor allem um ein bestimmtes Auswahlkriterium: die Zugehörigkeit zu Gruppen einer anderen Menschenform. So leitet das Forschungsteam aus alten und modernen Gendaten ab, dass männliche Neandertaler mit Frauen anatomisch moderner Menschen gemeinsame Kinder zeugten, während sich Neandertalerinnen umgekehrt weitaus weniger für Homo-sapiens-Männer interessierten.

Mit dieser Überlegung wollen die drei Forscher eine schon länger bekannte, aber noch nicht verstandene Beobachtung erklären: Kinder, die vor ungefähr 49 000 bis 45 000 Jahren aus Beziehungen zwischen Neandertalern und Homo sapiens hervorgegangen waren, hatten sich offensichtlich fortgepflanzt und so das gemeinsame Erbe bis heute weiter gereicht. Noch im 21. Jahrhundert tragen daher fast alle Menschen außerhalb Afrikas einen Neandertaleranteil in ihrem Erbgut – von einem bis zwei, manchmal sogar bis zu drei Prozent. Allerdings verteilt sich dieser Schuss Neandertaler-DNA alles andere als gleichmäßig: An manchen Stellen häufen sich die Einsprengsel dieser bereits vor 40 000 Jahren ausgestorbenen Menschengruppe, während andere Regionen überhaupt keine Neandertaleranteile aufweisen. Solche »Neandertaler-Wüsten« in unserem Erbgut sind relativ groß.

Besonders fällt das X-Chromosom auf, das bei Säugetieren einschließlich des Menschen – gemeinsam mit dem deutlich kleineren Y-Chromosom – das biologische Geschlecht bestimmt. Gerade auf den X-Chromosomen heutiger Homo sapiens hat das Erbgut der Neandertaler aber nur an extrem wenigen Stellen seine Spuren hinterlassen. »Diese auffällige Verteilung versucht die Forschungsgruppe aus den USA zu erklären«, sagt Kay Prüfer vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie (EVA) in Leipzig, der an der »Science«-Studie nicht beteiligt war.

Auf der Suche nach Genomen von Neandertalern

Solche Analysen stehen vor einem großen Problem: Es liegen zwar durchaus Gendaten von anatomisch modernen Menschen vor, die nicht allzu lange nach dieser Vermischung vor ungefähr 49 000 bis 45 000 Jahren lebten. Und in deren Erbgut finden sich auch deutliche Spuren der Neandertaler. Nur: In vergleichbar alten Genomen von Neandertalern fehlen Hinweise auf Paarungen mit Homo sapiens in jener Zeit.

Daher ist die Gruppe um Alexander Platt auf ein viel älteres Ereignis ausgewichen: Vor vielleicht einer Viertelmillion Jahren gab es schon einmal intime Begegnungen zwischen Neandertalern und modernen Menschen. Die Spuren dieser sehr frühen Beziehungen hatte bereits 2016 ein Forschungsteam rund um den späteren Nobelpreisträger Svante Pääbo vom EVA-Institut beim Sequenzieren des Erbguts einer Neandertalerfrau gefunden, die vor rund 120 000 Jahren im Altai-Gebirge im Süden Sibiriens gelebt hatte.

Das Team von der University of Pennsylvania hat nun die Gendaten dieser Neandertalerin mit dem Erbgut von 73 Frauen aus afrikanischen Ethnien verglichen, die heute ähnlich wie vor vielen zehntausend Jahren in verschiedenen Regionen südlich der Sahara leben und deren Anteil an Neandertalererbgut weniger als 0,1 Prozent beträgt. Die Neandertaler hatten sich in Europa und Asien verbreitet; nach Afrika südlich der Sahara waren sie nach bisherigem Kenntnisstand nie vorgedrungen. Im Erbgut der Menschen jener Regionen finden sich daher auch nahezu keine Einflüsse unseres engen Verwandten – und das Wenige, das die Neandertaler beigetragen haben, dürften moderne Menschen, die nach Afrika zurückgewandert waren, mitgebracht haben. In den allermeisten Weltregionen liegt der Prozentsatz an Neandertalergenen dagegen deutlich höher.

Das X-Chromosom der Neandertaler

Beim Abgleich mit den Erbgutdaten jener Frauen, deren Vorfahren seit Jahrzehntausenden vermutlich außerhalb der Reichweite von Neandertalern gelebt hatten, fiel dem Team von der University of Pennsylvania ein überraschendes Ungleichgewicht auf: Auf den X-Chromosomen der frühen Neandertalerin aus dem Altai fällt der Erbgutanteil vom modernen Menschen 1,62-mal höher aus als im gesamten restlichen Erbgut dieser Frau.

Dasselbe Ungleichgewicht entdeckte das US-Team, als es die Genome der heutigen Frauen aus Subsahara-Afrika den Genabschnitten zweier weiterer Neandertalerfrauen gegenüberstellte. Die eine lebte vor ungefähr 80 000 Jahren ebenfalls im Altai-Gebirge, während die andere vor rund 52 000 Jahren im Norden des heutigen Kroatiens zu Hause war. Bei beiden lag der Anteil an Erbgut des modernen Menschen auf den X-Chromosomen signifikant höher als im übrigen Genom.

Was war damals geschehen, dass der moderne Mensch derart stark auf die X-Chromosomen der Neandertaler durchgeschlagen hat? In diesem Zusammenhang ist Fachleuten längst aufgefallen, dass die mitochondriale DNA heutiger Menschen, die sich vom größeren Genom im Zellkern unterscheidet und nur in den Mitochondrien vorliegt, in keinem Fall von Neandertalern stammt. Dabei ist wichtig: Die mtDNA vererben nur Mütter an ihre Kinder.

War der Grund natürliche Selektion?

Platt und sein Team suchten nach einer Erklärung für dieses Ungleichgewicht. Dass sich auf dem X-Chromosom der Neandertaler ein hoher DNA-Anteil von modernen Menschen findet, lässt sich möglicherweise evolutionär begründen. Das Homo-sapiens-Erbgut könnte den Neandertalern Vorteile gebracht haben. Allerdings sollten diese Gensequenzen dann in Regionen liegen, die wichtige biologische Funktionen wie die Codierung von Proteinen erfüllen – denn dort würde die natürliche Selektion ansetzen: Ist das moderne menschliche Erbgutschnipsel evolutionär gesehen besser als der Neandertalerabschnitt an der gleichen Stelle, sollte im Lauf vieler Generationen die Neandertaler-DNA genau dort langsam weniger werden. Nur liegen die Homo-sapiens-Sequenzen ausgerechnet in den Partien, die für den Organismus keine direkte Funktion haben. Daher schließen Platt, Harris und Tishkoff eine solche Selektion aus.

Es könnte noch ein anderer Mechanismus gewirkt haben. Den Blick richteten die Forscher nun auf Neandertaler-DNA im Genom moderner Menschen. Denkbar sei nämlich, dass sich das von Neandertalern eingebrachte Erbgut aus molekularbiologischen Gründen schlechter mit der DNA von Homo sapiens vertragen habe. Das würde erklären, warum heutige Menschen »Neandertaler-Wüsten« im Genom aufweisen, die auf dem X-Chromosom besonders stark ausgeprägt sind.

Nur müssten solche molekularbiologischen Unverträglichkeiten auch in jenen Genabschnitten auftreten, die der moderne Mensch seinerseits beim Neandertaler hinterlassen hat. Das aber decke sich nicht mit der bisherigen Datenlage, so das Team von der University of Pennsylvania: Als sich vor circa 250 000 Jahren Neandertaler und moderne Menschen vermischten, vererbte Homo sapiens einen höheren Anteil seiner DNA auf den X-Chromosomen der Neandertaler.

Waren Frauen auf Wanderschaft gegangen?

Laut den US-Fachleuten könnte allerdings ein völlig anderes Phänomen für die beobachteten Ungleichgewichte im Erbgut gesorgt haben. Bei vielen Säugetierarten ist bekannt, dass die Geschlechter unterschiedlich weit umherziehen. Damit versuchen sie, möglichst zu vermeiden, Nachkommen mit engen Verwandten oder gar Geschwistern zu zeugen, weil Inzest auf Dauer die Population erheblich schwächen kann. Junge Bärenmännchen oder Wolfsrüden streifen beispielsweise oft Hunderte Kilometer weit umher, da sie dann sehr wahrscheinlich auf keine enger verwandten Weibchen treffen, die sich meist in der näheren Umgebung ihres Geburtsortes niederlassen.

Ähnliches könnte vor 250 000 Jahren passiert sein, überlegen Platt, Harris und Tishkoff: Sollten damals ausschließlich weibliche moderne Menschen aus ihrer Gruppe fortgewandert sein, trafen sie höchstwahrscheinlich auch irgendwann auf Neandertalergruppen. Das könnte den höheren Anteil moderner menschlicher DNA in den X-Chromosomen der Neandertaler erklären.

Platt und seine Kollegen modellierten dieses Szenario und prüften, wie viel Homo-sapiens-DNA dann bei der verwandten Menschenform auf dem X-Chromosom übrig bleiben sollte: Sie verglichen den Anteil an Homo-sapiens-Gensequenzen im restlichen Erbgut der Neandertaler mit dem auf dem Geschlechtschromosom. Daraus ergab sich ein bestimmter Wert, der dieses Verhältnis beziffert – und dieser Wert dürfte auf dem X-Chromosom nicht mehr als 1,33 betragen.

Bei dem 120 000 Jahre alten Genom der Neandertalerin aus dem Altai-Gebirge lag er dagegen bei 1,62 – also viel höher. Einen solchen Überschuss könne man nur mit sehr komplexen Migrations- und Vermischungsszenarien erklären, argumentieren Platt und seine Kollegen. Obendrein zeigt die Analyse von Y-Chromosomen bei Neandertalern, die bekanntlich nur Männer haben, dass sich Neandertalerinnen durchaus auch mit Homo-sapiens-Männern eingelassen haben. Welches Geschlecht welcher Menschenform damals einen starken Wanderdrang entwickelt haben könnte, ist damit unklar.

Neandertalermänner liebten häufiger Homo-sapiens-Frauen?

Die Daten ließen sich laut dem Forschungsteam dennoch plausibel erklären – und zwar mit Vorlieben. Sollten Homo-sapiens-Frauen damals ein Faible für Männer mit Neandertalereigenschaften gehabt haben, oder diese Männer sich bevorzugt mit Frauen der modernen Menschen eingelassen haben, könnte man sowohl die »Neandertaler-Wüsten« im Erbgut heutiger Menschen als auch den Überschuss im X-Chromosom der Neandertaler erklären.

»Das klappt allerdings aus rechnerischen Gründen keinesfalls in einer Generation«, erklärt Kay Prüfer. Das Problem sehen auch Platt, Harris und Tishkoff. Daher haben sie ihre Theorie auf ein Mehr-Generationen-Schema ausgebaut: Wenn Frauen über sehr viele Generationen hinweg Männer mit mehr oder weniger typischen Neandertalereigenschaften bevorzugt haben, oder wenn sich Männer über ähnlich viele Generationen mit Frauen, die deutliche Merkmale moderner Menschen zeigten, vermischt haben, lassen sich ihrer Meinung nach die beobachteten Mischungsphänomene im Erbgut durchaus erklären.

Prüfer hält solche Vorlieben, die von Generation zu Generation vorherrschten, zwar prinzipiell für möglich, würde sie aber mit weiteren Mechanismen ergänzen: »So wissen wir aus Analysen am EVA-Max-Planck-Institut, dass die ›Neandertaler-Wüsten‹ im Erbgut moderner Menschen in allenfalls 80 Generationen entstanden sind«, so der Informatiker und Paläoanthropologe. Das sei relativ schnell und ließe sich sehr gut damit erklären, dass potenziell schädliche Erbeigenschaften der Neandertaler ausselektiert wurden, während evolutionär betrachtet neutrale oder gar positive Gensequenzen diesem negativen Selektionsdruck nicht ausgesetzt waren.

Prüfer hat also gute Gründe, nicht nur die Vorlieben für bestimmte Eigenschaften von Neandertalern oder modernen Menschen als Treiber für die Entwicklung des Erbguts zu sehen: »Wie so oft in der Natur können durchaus mehrere verschiedene Faktoren von Migrationen größerer Gruppen bis zu molekularbiologischen Mechanismen das X-Chromosom von Neandertaler-DNA nahezu befreit und andernorts eingebrachtes Erbgut begünstigt oder benachteiligt haben.«

Bis der lange Weg hin zum heutigen Menschen und die Beiträge anderer Menschengruppen im Genom besser verstanden werden, dürfte also noch einige Forschung nötig sein.