Ein frühzeitliches Mädchen mit ungewöhnlichen Eltern

Als sie die ersten Ergebnisse zu Gesicht bekam, konnte es die Paläogenetikerin Viviane Slon kaum glauben. Ihr erster Gedanke war: „Was ist da schiefgelaufen?”. Im Kopf ging sie noch einmal die Analyse durch. Hatte sie einen Fehler gemacht? Könnte es sein, dass die Probe verunreinigt gewesen ist?

Wenn man den Daten der Analyse Glauben schenken wollte, gehörte der 90.000 Jahre alte Knochensplitter, den sie getestet hatte, einem Teenager mit interessanter Elternkonstellation: die Mutter Neandertalerin, der Vater Denisovaner. Forscher hatten schon lange vermutet, dass diese beiden Verwandten des Menschen sich untereinander kreuzten, hatten sie doch Spuren des Erbmaterials beider Linien sowohl im Erbgut des frühzeitlichen als auch des modernen Menschen gefunden. Bisher konnten sie jedoch keinen direkten Nachkommen einer solchen Verpaarung finden.

Slon, Post-Doktorandin am Max-Planck-Institut in Leipzig, entnahm dem Knochen eine weitere Probe an einer anderen Stelle und bekam dasselbe Ergebnis. Das wiederholte sie mit insgesamt 6 Proben, immer wieder mit demselben Resultat: Der Knochen hatte fast die gleichen Anteile an Neandertaler-DNA und Denisovaner-DNA.

Diese bahnbrechende Entdeckung, die jetzt in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht wurde, ist der erste definitive Beleg eines direkten Nachkommen aus der Verpaarung dieser frühzeitlichen Arten und trägt maßgeblich zu unserem Verständnis der Interaktion von Hominini bei.

„Es ist unglaublich, dass so etwas gefunden werden konnte“, sagt Davis Reich, Genforscher in Harvard, der selbst nicht an den Arbeiten beteiligt war. „Es schien doch relativ unwahrscheinlich, dass wir unsere Vorfahren auf frischer Tat ertappen würden, dass wir ein Individuum finden würden, das wirklich ein Produkt einer solchen Kreuzung in der ersten Generation ist.“

Wer war also dieses frühzeitliche Mädchen? Und was bedeuten ihre Überreste für unser Verständnis der menschlichen Geschichte?

Wer waren die Denisovaner?

Denisovaner sind ein relativ neuer und noch in weiten Teilen unerforschter Zweig des menschlichen Stammbaums. 

Im Jahr 2010 meldete ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Svante Pääbo vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie die Entdeckung ungewöhnlicher homininer DNA, die sie in einem kleinen Fingerknochen und einem Backenzahn in der Denisova-Höhle im Altai-Gebirge in Sibirien gefunden hatte. Diesen neuen Hominin benannten sie nach der Höhle: Denisovaner.

Weitere Untersuchungen ergaben, dass die Denisovaner eine Schwestergruppe der Neandertaler waren, die sich vor circa 390.000 Jahren von einem gemeinsamen Vorfahren abgespalten hatte. Sie bevölkerten unsere Erde bis vor vermutlich 40.000 Jahren, ungefähr die Zeit, als auch die Neandertaler langsam ausstarben.

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Dennoch sind viele Fragen noch offen. Wie haben sie wohl ausgesehen? Wie viele von ihnen gab es? Haben sie nur in der Umgebung dieser einen sibirischen Höhle gewohnt? Das Problem ist, dass bisher nur sehr wenige Überreste der Denisovaner gefunden wurden. Alles, was die Forschung über sie weiß, kommt aus ziemlich mageren Quellen: aus den Überresten von vier Denisova-Menschen. Drei Zähne, 1 Fingerknochen, und alles aus derselben Höhle.

Wo kam dieser neue Knochen her?

Der Knochen aus der jüngsten Studie wurde schon 2012 in der Denisova-Höhle gefunden. Die neuesten Untersuchungen gehen davon aus, dass das Knochenfragment einem Arm oder Bein einer jungen Frau entstammt, die ungefähr im Alter von 13 Jahren vor etwa 90.000 Jahren gestorben ist.

Auf den ersten Blick ist das Fragment, das nur wenige Zentimeter groß ist, nicht als homininer Knochen erkennbar. Deswegen wurde es anfangs auch für spätere Analysen beiseitegelegt, zusammen mit tausenden anderer Knochenstücke, die in der Höhle gefunden wurden, darunter Fossilien von Löwen, Bären, Hyänen und anderen Tieren.

Einige Jahre später sortiere Samantha Brown von der University of Oxford die Fragmente und untersuchte die Proteine im Kollagen der Knochen, um sie zuordnen zu können. Bei dieser Untersuchung entdeckte sie, dass der Knochen hominin war. Und dann übernahm Slon.

Woher wissen wir, dass dieser Hominin ein Hybrid war?

Das erste, was Slon tat, war, die mitochondriale DNA des Fragments zu analysieren. Dieses Erbmaterial wird nur von der Mutter an das Kind weitergegeben. Die Ergebnisse, die 2016 wiederum in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht wurden, konnten bestätigen, dass der Knochen einem Hominin gehörte, dessen Mutter Neandertalerin war.

„Das alleine war schon Aufregung genug“, sagt Slon. „Als wir uns dann aber die nukleare DNA ansahen, wurde es erst richtig spannend.“ Nukleare DNA wird von Mutter und Vater vererbt und erlaubt Wissenschaftlern, einen Rückschluss auf die väterliche Linie des frühen Hominin zu ziehen.

„Da haben wir gemerkt, dass das ein ziemlich abgefahrener Knochen sein muss“, so die Forscherin.

Die väterliche Linie stimmte nämlich ganz klar mit der genetischen Signatur der Denisovaner überein. Darüber hinaus wies das Kind eine überraschend hohe Diversität in seinem gesamten Erbgut auf. Dieser Wert, den man Heterozygosität nennt, gibt Wissenschaftlern Auskunft darüber, wie eng die Eltern miteinander verwandt sind. Wenn die Eltern Cousins sind, ist die Heterozygosität gering, wenn die Eltern aber aus völlig unterschiedlichen Arten von Homininen kommen, ist die Heterozygosität hoch.

Und dieser neu sequenzierte Knochen? „Der ist so heterozygot wie sonst was“, sagt Richard E. Green, Systembiologe an der University of California, Santa Cruz, ebenfalls nicht an der Studie beteiligt.

Könnten wir mit diesen frühen Homininen verwandet sein?

Diese Verpaarungen untereinander beschränkten sich sicherlich nicht auf Denisovaner und Neandertaler. Kurz nachdem die Neandertaler Afrika verließen, begannen sie vermutlich, sich mit modernen Menschen fortzupflanzen. Heute sind 2 Prozent der DNA der meisten Europäer und Asiaten Neandertaler-DNA. Auch Spuren der Denisovaner sind zu finden. 4 bis 6 Prozent des modernen Genoms der Melanesier lassen sich zum Beispiel auf diesen frühen Hominin zurückführen.

Es ist schwierig zu sagen, ob wir mit diesem einen hybriden Hominin verwandt sind. Aber wir können festhalten, so Reich, dass jeder, der Denisovaner-Vorfahren hat, auch Neandertaler-Vorfahren hat.

Waren solche Kreuzungen üblich?

Die neue Studie geht davon aus, dass die Verpaarungen mit anderen Arten üblicher waren, als man bisher gedacht hatte. Nur eine Handvoll dieser frühen Homini wurden bisher sequenziert, und schon jetzt wurde dabei ein Nachkomme der ersten Generation gefunden, so Slon. Eine „ziemlich hohe Quote”.

Es könnte sein, dass das Stichprobenverzerrung ist, merkt Green an. In Höhlen werden Knochen ziemlich gut konserviert, und vielleicht sind sie genau der Ort, an dem unterschiedliche Gruppen zusammenkamen. „So etwas wie eine Bar für alle Singles des pleistozänen Eurasiens“, scherzt er.

Je tiefer wir jedoch gehen, so scheint es, desto mehr Kreuzungen finden wir. Der Denisovaner-Vater dieses Teenagers zeigt ebenfalls Spuren von Neandertaler-Verwandten. Und im Jahr 2015 verkündeten Forscher bereits die Entdeckung eines Kieferknochens in einer rumänischen Höhle, der einem Menschen gehörte, dessen Vorfahren Neandertaler waren, die nur vier bis sechs Generationen zurückgingen.

Der jüngste Fund ermöglicht es uns, einen kleinen Einblick in eine alte Welt zu bekommen, wo Homini jeder Couleur sich miteinander paarten, so Reich. „Das verändert unser Verständnis der Welt doch ziemlich“, sagt der Forscher. „Und genau das macht es so spannend.”

Der Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.