Wir alle haben einen Migrationshintergrund

Der Paläogenetiker Johannes Krause über den Ursprung des modernen Menschen, über den Neandertaler in uns und über die Zukunft unserer Evolution

Kulturfähigkeit als Vorteil: Im Museum für die Ur- und Frühgeschichte Thüringens in Weimar zeigt eine wissenschaftliche Rekonstruktion, wie unsere Vorväter und -mütter sich an klimatisch raue Bedingungen anpassten. Foto: Peter Michaelis

Kulturfähigkeit als Vorteil: Im Museum für die Ur- und Frühgeschichte Thüringens in Weimar zeigt eine wissenschaftliche Rekonstruktion, wie unsere Vorväter und -mütter sich an klimatisch raue Bedingungen anpassten. Foto: Peter Michaelis

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Was muss ich mir unter Paläogenetikern vorstellen?

Wir analysieren Erbmaterial aus historischen, hauptsächlich jedoch aus prähistorischen Quellen: etwa aus Knochen oder Zähnen, aus Weichgewebe von Mumien, aus Sedimenten oder Pflanzenresten.

Wie gehen Sie dabei vor?

Meistens haben wir es mit Subfossilien zu tun, also mit Knochen, die noch Kollagen und Erbgut enthalten. Die älteste DNA, die wir bisher analysieren konnten, war zwischen 200.000 und 300.000 Jahre alt. Dazu bohren wir die Knochen an, um Verunreinigungen mit Fremd-DNA möglichst zu vermeiden, und entnehmen Knochenpuder aus dem Inneren. Solche Funde sind meist durch viele Hände gegangen und an der Oberfläche mit DNA kontaminiert.

Deshalb sieht man Sie auf Laborfotos auch im Raumanzug?

Wir arbeiten unter Reinstraumbedingungen - vor allem um die Proben vor uns selbst, unserer eigenen DNA, zu schützen. Gerade Neandertaler-DNA unterscheidet sich von unserer nur in einer von 500 Positionen. Man muss also sehr vorsichtig sein. Aus dem Knochenpuder extrahieren und sequenzieren wir in mehreren Schritten chemischer und biotechnologischer Verfahren die Erbsubstanz. Allerdings finden wir nach so langer Zeit nur noch Fragmente davon.

Sie und ich, wir tragen in jeder unserer Zellen ein Genom mit drei Milliarden Basenpaaren. Wie genau kennen wir die DNA des Neandertalers? Könnten Sie einen klonen?

Sicher nicht. Das versuchen wir aus guten Gründen auch nicht beim modernen Menschen. Das Neandertaler-Genom kennen wir nur zu etwa 85 Prozent und haben es in kleinsten Abschnitten vorliegen, ohne über deren Reihenfolge Bescheid zu wissen. Dieses Puzzle könnte keiner, selbst wenn er es um jeden Preis wollte, zuverlässig lösen.

Der Neandertaler ist unser wichtigster Vetter. Gemeinsam mit Ihren Kollegen am Max-Planck-Institut in Leipzig haben Sie herausgefunden, dass der Mensch Neandertaler-Gene in sich trägt. - Wie ist denn das passiert?

Wir haben gefunden, dass jeder Nichtafrikaner ungefähr 2,5 Prozent Neandertaler-DNA in sich trägt; 97,5 Prozent stammen vom modernen Menschen, der vor 40.000 bis 50.000 Jahren aus Afrika ausgewandert ist. Das gilt für Australier, Chinesen und Amerikaner ebenso. Wir gehen deshalb davon aus, dass sich erst während der Auswanderung aus Afrika die Menschen mit Neandertalern vermischt haben - demnach im Nahen Osten.

Weiß man, wie dieser Anteil codiert ist, welche Eigenschaften sich also damit verbinden?

2,5 Prozent sind relativ viel. Sie sind über unser ganzes Genom verteilt. Wir können noch nicht sagen, welche Gene es genau betrifft und welche Funktionen diese haben. Außerdem hat nicht jeder von uns die gleichen 2,5 Prozent Neandertaler-Anteil im Genom. Wir haben ausgerechnet, dass insgesamt etwa 30 Prozent des Neandertaler-Genoms in Menschen außerhalb Afrikas noch verfügbar wären.

Damit erbringen Sie einen genetischen Beweis der "Out-of-Africa"-Theorie. Wo würden Sie überhaupt mit der Entwicklungsgeschichte der Hominiden ansetzen wollen?

Bei Hominiden muss man sicherlich sechs bis sieben Millionen Jahre zurückdenken. Es gibt einige Ungereimtheiten, was ih­re frühe Entwicklung angeht. Wir kennen Fossilien, bei denen man sich nicht sicher ist, ob sie zu den menschlichen Vorfahren zählen oder zu denen der Schimpansen, so dass einige Paläoanthropologen sogar acht bis neun Millionen Jahre zurückrechnen. Allerdings darf man sich diesen Stammbaum nicht wie eine Linie vorstellen, sondern eher wie einen Busch, dessen meisten Äste längst verschwunden sind. Bis vor 40.000 Jahren gab es noch drei oder vier, heute nur noch einen - uns, den modernen Menschen.

Kann man die Geburtsstunde des Homo sapiens datieren? Und wann hat er sich von Afrika aus auf den Weg gemacht?

Den Ursprung des modernen Mensch setzt man vorsichtig zwischen 190.000 und 300.000 Jahren vor heute an; genauer wissen wir es nicht, so lange Fossilienfunde für die Zwischenzeit fehlen. Alles deutet darauf hin, dass es nur eine große Auswanderungswelle aus Afrika gab. Dafür spricht auch die Vermischung mit den Neandertalern. Erst vor wenigen Wochen ist der Knochenfund eines frühen modernen Menschen sequenziert worden, der etwa 40.000 Jahre alt ist und aus China stammt - und ebenfalls diesen Anteil Neandertaler-DNA in sich trägt. Wir gehen also davon aus, das unsere Vorfahren vor 40.000 bis 50.000 Jahren aus Afrika aufgebrochen sind und dann über die Jahrtausende alle anderen Kontinente besiedelt haben.

Der Neandertaler war deutlich früher unterwegs?

Vor 300.000 Jahren ist der gemeinsame Vorfahre von Neandertaler und Mensch nach Europa und Westasien eingewandert und hat sich dort zum Neandertaler beziehungsweise zum Denisova-Menschen entwickelt. Dieser Zweig, den wir erst vor drei Jahren gefunden haben, stellt eine Art asiatische Form des Neandertalers dar.

In Thüringen gibt es zwei prominente Urmenschen-Fundstellen. In Ehringsdorf haben wir es wohl mit Neandertalern zu tun, die 350"000 Jahre alten Funde in Bilzingsleben werden als Homo erectus bezeichnet. Wie ist das einzuordnen?

Es ist leider nicht gelungen, daraus DNA zu gewinnen, weil sie bereits fossilisiert ist. Im Bilzingslebener Zeithorizont spricht man heute aber eher vom Homo heidelbergensis, ei­ner Vorform des Neandertalers.

Was könnte den frühen Menschen bewogen haben, sich auf den Weg zu machen?

Es war bestimmt keine Entscheidung am Lagerfeuer, Europa oder Asien zu besiedeln. Sondern die Urmenschen werden sich, wie andere Arten auch, ausgebreitet haben, weil sich ihr Lebensraum verändert hat oder weil sich neue Lebensräume eröffnet haben, etwa weil ein Korridor nach Norden entstanden ist. Dabei spielen klimatische Veränderungen und das Nahrungsangebot sicher eine wichtige Rolle. Solche Wanderungsbewegungen haben auch nicht innerhalb von ein, zwei Generationen stattgefunden, sondern über viele tausend Jahre hinweg.

Ist es sicher, dass unsere Urväter und -mütter als Dunkelhäutige in Europa ankamen?

Beim Neandertaler und Denisova-Menschen, die wir sequenziert haben, scheint es so zu sein, dass sie dunkle Haut und dunkle Augen hatten. Die bekannten menschlichen Gene, die helle Haut und blaue Augen verursachen, haben wir in ihrer DNA nicht gefunden. Bei frühen modernen Menschen wissen wir es nicht genau, weil wir noch keine kompletten Genom-Sequenzen zur Verfügung haben. Aber wir gehen davon aus, dass sie dunkel pigmentiert waren. Der hellhäutige Phänotyp scheint eine sehr junge Entwicklung während der Neusteinzeit gewesen zu sein, als der Mensch vor 4000 bis 5000 Jahren in Europa mit der Landwirtschaft begann und sich mit seinem Vitamin-D-Haushalt an die relativ geringe Sonneneinstrahlung anpassen musste. Die Vitamin-D-Produktion wird ja durch Licht angeregt, und je heller die Haut, desto intensiver wirkt es.

Unpolitisch betrachtet: Wir haben alle einen Migrationshintergrund und sind Afrikaner?

So ist es - wenn wir den Neandertaler-Anteil nicht vergessen. Vom gesamten Stammbaum des Menschen liegt nur ein einziger, kleiner Ast in Europa. Unsere große Familie finden wir hingegen in Afrika. Dort gibt es auch die größten genetischen Unterschiede unter den Menschen. Jeder von uns ist also näher verwandt mit einem Afrikaner, als es viele Afrikaner untereinander sind.

Also gibt es in Afrika, wo die Ärmsten unter uns sieben Milliarden leben, den reichsten Genpool. Worin liegt der evolutionsbiologische Vorteil?

Je größer der gesamte Genpool, desto größer ist auch die Diversität der Gene, die für das Immunsystem verantwortlich sind, desto besser funktioniert folglich der Schutz vor Infektionskrankheiten. Falls es etwa zur Pandemie eines neuen Virus käme, hätten Populationen mit größerem Genpool - also in Afrika - deutlich bessere Überlebenschancen. Umgekehrt wissen wir, dass Infektionskrankheiten wie Röteln, Masern oder Tuberkulose, die sich Europäern genetisch eingeprägt haben, in Afrika keine gefährliche Epidemie auslösen würden, während sie nach der Entdeckung der Neuen Welt durch die Europäer zu einem Massensterben unter der dortigen Urbevölkerung geführt haben - weil sie eine noch geringere genetische Diversität besaß.

Wie kann es denn sein, dass wir als einzige unter den Hominiden übrig geblieben sind?

Zunächst ist das in der Evolution nicht so ungewöhnlich; für Gorillas oder Schimpansen gilt das nahezu analog. Der große Vorteil des modernen Menschen liegt in seiner enormen Anpassungsfähigkeit an fremde Lebensräume - von der Arktis bis zur Kalahari. Und der wichtigste Unterschied zu anderen Urmenschen, die die Welt weniger erfolgreich kolonisiert haben, liegt in der Leistungsfähigkeit unseres Gehirns. Beim modernen Menschen finden wir nicht zuletzt auch relativ früh Tendenzen zu künstlerischer Betätigung - zum Beispiel Felszeichnungen oder Urformen von Musikinstrumenten.

Stellen wir als Homo sapiens einen Endpunkt in der Evolution dar?

Nein, im Gegenteil! Die Evolution hat ja nicht aufgehört, und mit sieben Milliarden haben wir inzwischen eine riesige Population aufgebaut. Wir Europäer haben zum Beispiel wegen unserer Milchwirtschaft eine Laktosetoleranz entwickelt; in Asien, wo man viel Reis isst, finden wir zusätzliche Gene, um Stärke zu verdauen; in Afrika gibt es unter anderem Malaria-Resistenzen. Der Mensch evolviert immer weiter, und ohne die Globalisierung würden die genetischen Unterschiede wahrscheinlich sogar zunehmen. Eine große Frage für die Zukunft wird aber sein, wie sich die künstliche Evolution manifestiert.

Was meinen Sie damit?

Wir haben doch bereits damit angefangen, uns selbst zu verändern. Zum Beispiel, indem wir den Nachwuchs aus unserer Po­pulation herausselektieren, der genetische Defekte oder auch nur genetische Risiken in sich trägt. Für das Down-Syndrom - Trisomie 21 also - gibt es inzwischen eine nichtinvasive vorgeburtliche Diagnostik, die praktisch schon als Standard zur Verfügung steht. Solche Kinder werden vermutlich spätestens im nächsten Jahrhundert gar nicht mehr zur Welt kommen. Wenn man diesen Prozess, der gerade erst beginnt, weiterdenkt, dann haben wir damit unsere Evolution in unsere eigenen Hände genommen.

Könnte es - abenteuerlich gefragt - sogar sein, dass wir ein Computerhocker-Gen oder ein Smartphone- Gen entwickeln?

Nur wenn es einen Selektionsvorteil gäbe, das heißt: wenn Computer-Nerds aufgrund dieser Eigenschaft signifikant mehr Kinder bekämen, würde sich ein Effekt über die Zeit einstellen. Aber das glaube ich eher nicht.

Zur Person:

Johannes Krause, in Leinefelde (Eichsfeld), der Heimat des Neandertaler-Entdeckers Johann Carl Fuhlrotts, geboren, hat seit 2010 eine Juniorprofessur für Paläogenetik an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen inne. Zuvor forschte er sieben Jahre lang am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig, zuletzt als Postdoc, und war unter anderem an der Entschlüsselung des Neandertaler-Genoms beteiligt. Krause studierte Biochemie an den Universitäten in Leipzig und Cork (Irland) und promovierte mit einer ausgezeichneten Arbeit zur Paläogenetik.

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