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Genetik: Unter der Sonne Afrikas

Alle Babys auf der Welt sind gleich - zumindest was die Verträglichkeit von Milch betrifft. Nicht so Erwachsene: Nur ein Teil der Weltbevölkerung kann auch nach dem Ende der Kindheit problemlos Milch genießen. Warum das so ist, erscheint jetzt in einem neuen Licht.
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Eine große dampfende Tasse voll leckerer Milchschokolade, hmm, welch Genuss! Doch der ist nur einem erlauchten Kreis vergönnt, der den enthaltenen Milchzucker verdauen kann. Viele Europäer, vor allem aus dem Norden, gehören zu den Glücklichen. In Deutschland sind es zirka 85 Prozent der Menschen. Unter Asiaten wird man dafür kaum jemandem begegnen, dem man mit einer Tasse Kakao eine Freude machen könnte, denn beispielsweise 99 Prozent der Chinesen vertragen keinen Milchzucker. In Afrika sieht die Situation ähnlich aus, bis auf eine Besonderheit: Eine Enklave einiger Volksstämme in Ostafrika, die ebenso gerne wie wir Milchschokolade schlürfen würden, wenn sie dort verbreitet wäre.

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Test auf Milchverträglichkeit – Schritt 1 | Sarah Tishkoff mit einer Gruppe von Massai-Frauen in Tansania: Um die Frauen auf Milchzuckerverträglichkeit zu testen, ließ die Forscherin sie eine Laktoselösung trinken und maß danach, wie viel sich davon in Glukose umgewandelt hatte.
Dabei konnten ursprünglich alle Menschen nur im Säuglings- und Kleinkindalter Milch vertragen – schließlich ist Muttermilch in dieser ersten Lebensphase Nahrungsmittel Nummer eins. Das wichtigste Kohlenhydrat in der Milch ist der Milchzucker, die Laktose. Damit der Körper damit etwas anfangen kann, muss er sie aber in zwei kleinere Zuckermoleküle – Glukose und Galaktose – aufspalten. Diesen Job übernimmt die Laktase-Phlorizin-Hydrolase (LPH) im Darm.

Dem größten Teil der erwachsenen Weltbevölkerung fehlt das Enzym allerdings, und wenn sie Milch trinken, vergären Bakterien die Laktose im Dickdarm – die Folge sind Blähungen und Durchfall. Viele Menschen mit weißer Hautfarbe besitzen jedoch eine dominant vererbte Mutation in der Region, die das Gen für die LPH flankiert. Sie bewirkt, dass bei seinem Träger auch über das Kindesalter hinaus weiter Laktase-Phlorizin-Hydrolase produziert wird. Wie manche Ostafrikaner zu Milchverträgern wurden, blieb jedoch bis zum heutigen Tag im Dunklen, denn ihr Erbgut enthält diese "Milchverwertermutation" nicht.

Eine Gruppe von Forschern um Sarah Tishkoff von der Universität von Maryland konnte dieses Geheimnis nun endlich mit einiger Sisyphusarbeit lüften. Sie fahndeten im riesigen Erbgut nach Mutationen, die gerade einmal ein Basenpaar lang sind. Dafür aber mussten sie monatelang durch die abgelegensten Gegenden des Sudan, von Kenia und Tansania fahren, um überhaupt erst einmal DNA-Proben von Angehörigen dieser Stämme zu sammeln und die Menschen auf ihre Laktoseverträglichkeit zu testen. Sie fanden nun drei neue Punktmutationen, die zum gleichen Effekt führen wie die Mutation von uns Europäern – nämlich zur lebenslangen Produktion von Laktase.

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Test auf Milchverträglichkeit – Schritt 2 | Ein Forscher aus Sarah Tishkoffs Gruppe beim Messen des Glukosegehalts von Blut einiger Probanden, die vorher eine Laktoselösung getrunken hatten
Doch wie kommt es überhaupt, dass gerade diese Afrikaner und gerade wir Europäer verstärkt solche Mutationen tragen? "Die Fähigkeit, als Erwachsene Milch verdauen zu können, ist wohl ein exzellentes Beispiel für eine Gen-Kultur-Koevolution", erklärt Tishkoff. "In diesem Fall ist es die Entwicklung von Technologie – Viehzucht zu betreiben – und die genetische Mutation, Milch zu vertragen." Unsere Vorfahren waren Jäger und Sammler, ernährten sich deshalb im Erwachsenenalter nicht mehr von Milch – und die Produktion des Laktose-spaltenden Enzyms versiegte, ohne irgendwelche Folgen. Doch dann begannen die Menschen, Vieh zu halten, das vor dem Schlachten ein nahrhaftes Nebenprodukt lieferte – Milch. Tatsächlich tauchten wohl bei den ersten Viehzüchtern zur selben Zeit Mutationen für Laktose-Toleranz auf. Und weil diese Mutation so vorteilhaft war, breitete sie sich rasant über die jeweilige Bevölkerungsgruppe aus.

Die neuen Funde passen gut in die Theorie, denn auch die Milch vertragenden ostafrikanischen Volksstämme sind wie wir Europäer Viehzüchter. Tishkoff und Co konnten durch Vergleiche der untersuchten drei Megabasen langen DNA-Sequenzen nachweisen, dass die afrikanischen Mutationen vor etwa 7000 Jahren entstanden. Und das ist just die Zeit, zu der diese Stämme begannen, Tiere zu halten.

Die drei neu gefundenen Mutationen haben sich unabhängig von der Mutation entwickelt, die uns Europäern den Milchkonsum ermöglicht. Laut den Forschern tauchten sie aber auch untereinander jeweils unabhängig auf. Im Laufe der Evolution haben sich also unterschiedliche Mutationen – wahrscheinlich sogar noch einige unentdeckte mehr – durchgesetzt, die zum Dauer-An des Gens für das milchzuckerspaltende Protein führen. Das deutet einmal mehr darauf hin, wie wichtig Milch für die Spezies Homo sapiens ist – für manche Völker in ariden Gegenden Afrikas ist sie in der Trockenzeit gar die einzige Wasserquelle.
12.12.2006

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 12.12.2006

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