DNA von Verwandten aus dem Neandertal kann den Stammbaum des Menschen durcheinander bringen

LONDON In einer bemerkenswerten technischen Leistung haben Forscher DNA aus Fossilien in Spanien sequenziert, die etwa 300.000 bis 400.000 Jahre alt sind, und einen Vorfahren oder eine nahe Verwandte der Neandertaler gefunden. Die nukleare DNA, die älteste, die jemals von einem Mitglied der menschlichen Familie sequenziert wurde, könnte das Datum für die Ursprünge der verschiedenen Vorfahren der Neandertaler und der modernen Menschen verschieben, wie hier gestern auf dem fünften Jahrestreffen von vorgestellt wurde die Europäische Gesellschaft zur Erforschung der menschlichen Evolution.

Seit die Forscher Mitte der neunziger Jahre Tausende von Knochen und Zähnen von 28 Individuen aus Sima de los Huesos („Grube der Knochen“), einer Höhle im spanischen Atapuerca-Gebirge, entdeckten, hatten sie festgestellt, dass es sich um Fossilien handelt sah sehr nach primitiven Neandertalen aus. Es wurde angenommen, dass die Sima, die vor den Neandertalen lebten, in Europa aufgetaucht sind. Trotzdem gehörten Zähne, Kiefer und große Nasenhöhlen zu den Merkmalen, die denen der Neandertaler sehr ähnlich waren, so ein Team unter der Leitung des Paläontologen Juan-Luis Arsuaga von der Complutense-Universität von Madrid. Infolgedessen klassifizierte sein Team die Fossilien als Mitglieder von Homo heidelbergensis, einer Art, die vor etwa 600.000 bis 250.000 Jahren in Europa, Afrika und Asien lebte. Viele Forscher haben angenommen, dass H. heidelbergensis in den letzten 400.000 Jahren Neandertaler und vielleicht auch unsere Art H. sapiens hervorgebracht hat.

Doch im Jahr 2013 wurde die Identität der Sima-Fossilien plötzlich kompliziert, als eine Untersuchung der maternal vererbten mitochondrialen DNA (mtDNA) aus einem der Knochen ergab, dass sie nicht der eines Neandertals ähnelte. Stattdessen stimmte es besser mit der mtDNA eines Denisovans überein, einem schwer fassbaren Typ ausgestorbener Menschen, der entdeckt wurde, als seine DNA aus einem Fingerknochen aus der Denisova-Höhle in Sibirien sequenziert wurde. Dieser Befund war rätselhaft und ließ die Forscher spekulieren, dass sich die Sima-Fossilien möglicherweise mit sehr frühen Denisovans vermischt hatten oder dass die mtDNA von Jenisovan die Signatur einer noch älteren Hominin-Linie wie H. erectus war . Zu dieser Zeit gaben Forscher des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig, die die mtDNA erhalten hatten, bekannt, dass sie versuchen würden, die Kern-DNA der Fossilien zu sequenzieren, um das Rätsel zu lösen.

Nach zwei Jahren intensiver Bemühungen hat der Paläogenetiker Matthias Meyer vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie endlich genug Kern-DNA aus Fossilien eines Zahns und eines Beinknochens aus der Grube sequenziert, um das Rätsel zu lösen. Die Aufgabe war besonders herausfordernd, da die uralte DNA zu kurzen Fragmenten abgebaut wurde, die nur aus 25 bis 40 einzelnen Nukleotiden bestanden. (Nukleotide - auch als Basenpaare bekannt - sind die Bausteine ​​der DNA.) Obwohl er und seine Kollegen nicht das gesamte Genom der Fossilien sequenzierten, berichtete Meyer auf dem Treffen, dass sie 1 Million bis 2 Millionen Basenpaare der alten erhalten haben Kern-DNA.

Sie suchten diese DNA nach einzigartigen Markern ab, die nur in Neandertalern, Denisovern oder modernen Menschen gefunden wurden, und stellten fest, dass die beiden Sima-Fossilien weit mehr Allele - verschiedene Nukleotide an derselben Adresse im Genom - mit Neandertalern als mit Denisovern oder modernen Menschen gemeinsam hatten. "Tatsächlich handelt es sich bei den Exemplaren von Sima de los Huesos um frühe Neandertaler oder um solche, die mit frühen Neandertaler verwandt sind." Meyer berichtete auf dem Treffen, dass die Trennung von Denisovanern und Neandertälern zeitlich verschoben werden sollte.

Die Forscher des Treffens waren beeindruckt von diesem neuen Durchbruch in der alten DNA-Forschung. "Dies war die nächste Grenze mit alter DNA", sagt der Evolutionsbiologe Greger Larson von der Universität Oxford in Großbritannien.

Die enge Verwandtschaft mit Neandertalern, aber nicht mit Denisovanern oder modernen Menschen, legt nahe, dass die Linie, die zu Neandertalern führte, früher von anderen archaischen Menschen getrennt war, als die meisten Forscher gedacht haben. Das bedeutet, dass sich die Vorfahren des modernen Menschen früher als erwartet von der Bevölkerung trennen mussten, aus der Neandertaler und Denisovaner hervorgingen, die enger miteinander verwandt waren als sie es mit modernen Menschen waren. (Obwohl sich alle drei Gruppen nach dem Auseinanderlaufen ihrer Entwicklungspfade auf niedrigem Niveau kreuzten - und eine solche Kreuzung möglicherweise die Quelle der Denisovan-mtDNA im ersten Sima-Fossil war, dessen DNA sequenziert wurde.) In der Tat schlug Meyer in seinem Vortrag vor, dass die Vorfahren von H Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...2/index.html Sapiens haben sich möglicherweise bereits vor 550.000 bis 765.000 Jahren von dem Zweig der Neandertaler und Denisovaner entfernt, obwohl diese Ergebnisse von unterschiedlichen Mutationsraten beim Menschen abhängen und noch nicht veröffentlicht sind.

Das würde bedeuten, dass die Vorfahren der Menschen bereits 100.000 bis 400.000 Jahre früher als erwartet einen einsamen Weg zurücklegten, abgesehen von den anderen Arten archaischer Menschen auf dem Planeten. "Es löst eine Kontroverse - dass sie in der Neandertalerklade sind", sagt der Paläoanthropologe Chris Stringer vom Natural History Museum in London. "Aber es ist nicht alles eine gute Nachricht: Aus meiner Sicht verdrängt es die Herkunft von H. sapiens aus den Neandertalern und Denisovans." zu einer neuen Debatte darüber, wann und wo die Zweige gehören.