Die Begegnung zwischen Neandertalern und Sapiens anhand ihrer Genome erzählt

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Durch die Analyse von Genomen, die teilweise 40 000 Jahre alt sind, zeichnet ein Team der Universität Genf die Geschichte der Migration der Sapiens- und Neandertalerpopulationen nach.

Die Begegnung zwischen Neandertalern und Sapiens anhand ihrer Genome erzählt
Vor etwa 40 000 Jahren machte der Neandertaler, der seit Hunderttausenden von Jahren im westlichen Teil des eurasischen Kontinents gelebt hatte, dem aus Afrika eingewanderten Homo sapiens Platz. Die Ablösung erfolgte nicht plötzlich, und die beiden Arten existierten einige Jahrtausende lang nebeneinander, was dazu führte, dass DNA aus dem Neandertaler in das Genom des Sapiens integriert wurde. Ein Team der Universität Genf analysierte die Verteilung des von Neandertalern geerbten DNA-Anteils in den Genomen der Menschen (Homo sapiens) über die letzten 40.000 Jahre. Diese statistischen Analysen zeigten subtile Variationen über die Zeit und den geografischen Raum hinweg. Diese Arbeit, die in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, trägt dazu bei, die gemeinsame Geschichte dieser beiden Arten zu verstehen.

Die Sequenzierung und vergleichende Analyse der Genome hat gezeigt, dass sich Neandertaler und Sapiens gekreuzt haben und dass diese Begegnungen manchmal fruchtbar waren, was dazu geführt hat, dass in den heutigen Eurasiern etwa 2% DNA neandertalerischen Ursprungs vorhanden ist. Dieser Prozentsatz variiert jedoch leicht zwischen den verschiedenen Regionen Eurasiens, da Neandertaler-DNA in den Genomen der asiatischen Bevölkerung etwas häufiger vorkommt als in denen der europäischen Bevölkerung.

Eine Hypothese zur Erklärung dieses Unterschieds lautet, dass die natürliche Selektion auf die Gene neandertalerischer Herkunft in den asiatischen und europäischen Populationen nicht den gleichen Effekt hatte. Das Team um Mathias Currat von der Abteilung für Genetik und Evolution der naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Genf arbeitet an einer anderen Hypothese. Seine früheren Arbeiten, die auf Computersimulationen basieren, deuten darauf hin, dass solche Unterschiede durch Migrationsströme erklärt werden könnten: Wenn sich eine migrierende Population mit einer lokalen Population in ihrem gemeinsamen Lebensraum hybridisiert, nimmt der Anteil der DNA der lokalen Population mit zunehmender Entfernung vom Ausgangspunkt der migrierenden Population zu.

Europa: ein gemeinsames Territorium beider Arten

Im Fall von Sapiens und Neandertal lautet die Hypothese daher, dass mit zunehmender Entfernung von Afrika, dem Ursprungsort desHomo sapiens, der Anteil der DNA des Neandertalers, einer Population, die vor allem in Europa beheimatet ist, zunehmen sollte. Um diese Hypothese zu testen, verwendeten die Autoren eine von der Harvard Medical School zur Verfügung gestellte Datenbank, die mehr als 4000 Genome von Menschen enthält, die in den letzten 40 Jahrtausenden in Eurasien gelebt haben.

Unsere Studie konzentriert sich vor allem auf die europäischen Populationen, da wir natürlich auf Knochenfunde und den Erhaltungszustand der DNA angewiesen sind. Zufälligerweise gab es in Europa viel mehr archäologische Ausgrabungen, was die Untersuchung der Genome der europäischen Populationen sehr erleichtert’, erklärt Claudio Quilodrán, Forscher an der Abteilung für Genetik und Evolution der naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Genf und Co-Erstautor der Studie.

Statistische Analysen ergaben, dass in der Zeit nach dem Auszug desHomo sapiens aus Afrika die Genome der in Europa lebenden paläolithischen Jäger und Sammler einen etwas höheren Anteil an DNA neandertalerischer Herkunft enthielten als die Genome der in Asien lebenden Jäger und Sammler. Dieses Ergebnis steht im Gegensatz zur aktuellen Situation, aber im Einklang mit den paläontologischen Daten, da die Anwesenheit des Neandertalers hauptsächlich aus dem westlichen Eurasien berichtet wurde (weiter östlich als in der Altai-Region in Sibirien wurden keine Neandertalerknochen gefunden).

Die Ankunft der landwirtschaftlichen Bevölkerung aus Anatolien verändert die Genome

Später, während des Übergangs zur Jungsteinzeit, d. h. des Übergangs von der Lebensweise des Jägers und Sammlers zur bäuerlichen Lebensweise vor 10 000 bis 5000 Jahren, zeigt die Studie einen Rückgang des Anteils an DNA neandertalerischen Ursprungs in den Genomen der europäischen Populationen auf einen Anteil, der etwas niedriger ist als der der asiatischen Populationen (wie er heute beobachtet wird). Dieser Rückgang fällt mit der Ankunft der ersten landwirtschaftlichen Populationen aus Anatolien (westliche Halbinsel der Türkei) und der Ägäis in Europa zusammen, die selbst einen geringeren Anteil an Neandertaler-DNA besaßen als die europäischen Bewohner zur gleichen Zeit. Durch die Vermischung mit der europäischen Bevölkerung haben die Genome dieser Menschen aus Anatolien die Neandertaler-DNA noch weiter "verwässert".

Diese Studie zeigt, dass die Analyse alter Genome, gekoppelt mit archäologischen Daten, es ermöglicht, verschiedene Phasen in der Geschichte von hybridisierten Arten nachzuvollziehen. ’Darüber hinaus beginnen wir, über genügend Daten zu verfügen, um den Anteil von DNA neandertalerischen Ursprungs im Genom des Sapiens in bestimmten Perioden der Vorgeschichte immer genauer zu beschreiben. Unsere Arbeit kann daher als Referenz für zukünftige Studien dienen, um leichter Genprofile zu erkennen, die vom Durchschnitt abweichen und somit einen vorteilhaften oder nachteiligen Effekt haben könnten’, schließt Mathias Currat, der letzte Autor der Studie.

18. Okt. 2023