#Frühe Vermischung von Homo sapiens und Neandertaler

Bereits kurz nachdem die ersten Vertreter des Homo sapiens aus Afrika nach Eurasien kamen, kreuzten sie sich mit den dort lebenden Neandertalern. Bis heute finden sich Spuren davon in unserem Erbgut. Anhand von DNA-Analysen heutiger und prähistorischer Menschen zeigen zwei Studien nun, dass diese Vermischung beider Arten schon vor etwa 50.500 Jahren begann und sich etwa 7.000 Jahre lang fortsetzte. Die Ergebnisse liefern auch neue Einblicke in die Abstammungsverhältnisse der ältesten bekannten Siedler in Mitteleuropa.

Jahrtausende lang lebten in Eurasien Homo sapiens und Neandertaler Seite an Seite. Immer wieder vermischten sich die beiden Menschenarten. Wenn die Neandertaler-Gene den Nachkommen Vorteile brachten, blieben sie erhalten, sodass bis heute die meisten Menschen außerhalb Afrikas etwa ein bis zwei Prozent Neandertaler-Erbgut in sich tragen. Doch wann genau begann und endete die Phase der genetischen Vermischung? Und welche Neandertaler-Einflüsse zeigen sich im Erbgut der ältesten bekannten Vertreter des Homo sapiens in Mitteleuropa?

Ein Team um Leonardo Iasi vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig hat dies nun genauer untersucht. Dafür analysierten sie die Genome von 275 heutigen Menschen aus verschiedenen Teilen der Welt sowie von 59 prähistorischen Vertretern des Homo sapiens, die vor 2.200 bis 45.000 Jahren lebten. Dabei werteten die Forschenden die Länge und Anzahl der Neandertaler-Segmente im Erbgut aus. Je kürzer die Kreuzung zurückliegt, desto längere zusammenhängende Fragmente von Neandertaler-DNA finden sich im Erbgut. Wie die Forschenden berichten, konnten sie auf diese Weise die Zeit der Vermischung genauer und zuverlässiger datieren als zuvor.

Genvarianten mit Vor- und Nachteilen

„Wir fanden starke Belege für eine einzige ausgedehnte Periode des Neandertaler-Genflusses, die vor 50.500 bis 43.500 Jahren stattfand“, erläutern Iasi und sein Team. „Dieser Zeitraum stimmt gut mit den archäologischen Belegen für die zeitliche Überschneidung von Neandertalern und modernen Menschen in Europa überein.“ Den Forschenden zufolge ist diese Datierung auch deshalb wichtig, weil sie belegt, dass Homo sapiens schon vor 50.500 Jahren Regionen außerhalb Afrikas erschloss und sich in Eurasien mit Neandertalern kreuzte. Zudem zeigen die Ergebnisse, welche Genvarianten sich durchsetzen konnten und welche nicht. So enthalten manche Regionen des Genoms besonders viele Neandertaler-Abschnitte, die unter anderem unser Immunsystem, unsere Hautfarbe und unseren Stoffwechsel beeinflussen und wahrscheinlich die Anpassung an das Klima Eurasiens erleichterten.

„Die Tatsache, dass wir einige dieser Regionen bereits in 30.000 Jahre alten Proben finden, zeigt, dass sie zum Teil tatsächlich kurz nach der Vermischung angepasst wurden“, sagt Co-Autorin Manjusha Chintalapati von der University of California in Berkeley. An anderen Stellen des Genoms dagegen finden sich keinerlei Spuren von Neandertaler-DNA – auch nicht bei prähistorischen Individuen. „Neandertaler-Varianten, die für den modernen Menschen schädlich gewesen sein könnten, wurden offenbar durch evolutionäre Prozesse schnell eliminiert“, erläutert Chintalapati.

Genome der Ur-Europäer analysiert

Während die Studie von Iasi und seinem Team auf bereits veröffentlichten Genomen basiert, hat ein zweites Team um Iasis Kollegin Arev Sümer die Genome einiger der ältesten bekannten Ur-Europäer neu analysiert. Erstmals sequenzierten sie die DNA von sechs Individuen aus der Ilsenhöhle im thüringischen Ranis, die vor etwa 45.000 Jahren gelebt haben. Zusätzlich sequenzierten sie erneut das Genom der „Frau von Zlaty kun“ aus Tschechien, die etwa zur gleichen Zeit lebte. „Die Genome enthalten Neandertaler-Segmente, die auf ein einziges Vermischungsereignis zurückgehen, das wir auf die Zeit vor etwa 45.000 bis 49.000 Jahren datieren“, berichtet das Forschungsteam in „Nature“. Damit bestätigt die Analyse die Ergebnisse der „Science“-Studie.

Zusätzlich enthüllten die Forschenden die Verwandtschaftsverhältnisse der Ur-Europäer. Demnach gehörten die Menschen aus Ranis zu einer Familie. Unter anderem identifizierte das Team ein Mutter-Tochter-Paar. Doch nicht nur das: „Zu unserer großen Überraschung entdeckten wir eine genetische Verwandtschaft fünften oder sechsten Grades zwischen der Frau aus Zlaty kun und zwei Individuen aus Ranis“, berichtet Sümer. Im Erbgut heutiger Europäer hat die Familie aus Ranis allerdings keine Spuren hinterlassen. Die Population stellt somit die früheste bekannte Abspaltung von der Population moderner Menschen dar, die sich später über ganz Eurasien verbreitete. Dass ihr Erbgut dennoch einige der gleichen Neandertaler-Sequenzen enthält wie das heutiger Menschen, zeigt, dass die Vermischung bereits vor der Abspaltung begonnen haben muss.

Quellen: Leonardo Iasi (Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig) et al., Science, doi: 10.1126/science.adq3010
Arev Sümer (Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-024-08420-x

© wissenschaft.de – Elena Bernard