DNA auf Wanderschaft

Birgit Dalheimer Und Oliver Hochadel | aus HEUREKA 1/09 vom 06.05.2009

Y-Chromosome, mitochondriale DNA, ja sogar Magenkeime weisen den Weg. Durch die Analyse von Erbsubstanz versuchen Genetiker, die Besiedelung der Erde durch den Menschen zu rekonstruieren.

Retrospektive Genetik Die Idee ist bestechend: Um den Schleier unserer Herkunft zu lüften, geht man nicht in die afrikanische Savanne Fossilien suchen, sondern ins wohltemperierte Labor und analysiert dort das Erbgut heute lebender Menschen. Anhand der statistisch errechneten Wahrscheinlichkeit für kleine Änderungen in der DNA pro Generation lässt sich so etwas wie eine "molekulare Uhr“ kalibrieren - und dadurch etwa im Vergleich mit der DNA von Schimpansen rückrechnen, wann sich beide Linien trennten.

Schon 1967 behaupteten Genetiker um Vincent Sarich, dass das vor fünf Millionen Jahren geschehen sei. Manche Paläoanthropologen waren bis dahin von bis zu 30 Millionen Jahren ausgegangen. Entsprechend verschnupft waren die Fossilienjäger über diese unbotmäßige Einmischung in ihren Herrschaftsbereich.

Der nächste Coup gelang Allan Wilson, Rebecca Cann und Mark Stoneking. Sie nutzten für ihre Rückrechnungen sogenannte mtDNA. Das ist Erbsubstanz aus den Mitochondrien und nicht aus dem Zellkern, die nur von der Mutter auf ihre Kinder vererbt wird, sich also nicht von Generation zu Generation mischt. So gelangten die drei Molekularbiologen 1987 zur Theorie der "schwarzen Eva“, der gemeinsamen "Urmutter“ aller heute lebenden Menschen, die vor rund 150.000 Jahren in Afrika lebte.

Im Magen um die Welt Die Aussagekraft dieser retrospektiven Genetik wurde seither viel diskutiert, mehr oder weniger scharf kritisiert (siehe das Interview rechts), teils revidiert, vor allem aber: weiterentwickelt. Das vergleichende Rückrechnen wurde zu einer zentralen Methode der Populationsgenetik, um so die Verwandtschaftsverhältnisse zwischen Gruppen zu klären - und damit auch: wann und auf welchen Wegen die Erde besiedelt wurde.

Neben der mtDNA wird von den Migrationsforschern das Y-Chromosom genutzt, das nur vom Vater an die Söhne vererbt wird. Aber auch Heliobacter pylori wird befragt. Dieses Bakterium hat sich schon vor Urzeiten im Magen der Hälfte aller Menschen eingenistet, sorgt dort für Geschwüre - und Freude bei den Biologen. Da der Magenkeim mit einer bestimmten "Geschwindigkeit“ mutiert, lässt er sich als molekulare Uhr nutzen. Mark Achtman vom Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin und seine Kollegen konnten 2007 damit die "Out of Africa“-Theorie weiter untermauern, wonach der moderne Mensch nur in Afrika entstand und von dort aus vor etwa 60.000 Jahren die Erde bevölkerte.

Forscher um Yoshan Modle rekonstruierten heuer mit derselben Methode zwei Besiedelungswellen von Südostasien nach Australien und den Südpazifik vor 30.000 und 5000 Jahren (Science 323, 479). Ergänzt und sogar noch verfeinert wurde dieses Szenario durch neuseeländische Sprachwissenschaftler um R.D. Gray, die mit computergestützter historischer Linguistik die jüngere Migration von Menschen und Wörtern von Taiwan bis zur Osterinsel nachzeichneten. Das ist der Wissenschaftlertraum: dass zwei voneinander völlig unabhängige Untersuchungen mit gänzlich unterschiedlichem Material zu ähnlichen Ergebnissen kommen.

Gene schreiben Geschichte Die Parameter Genetik und Sprache sind auch die Grundlage einer zehnjährigen Megastudie, die die US-Genetikerin Sarah Tishkoff und 24 (!) Kollegen am 30. April in Science (online) veröffentlichten. Dafür wurden über 3000 Personen aus 121 afrikanischen, vier afroamerikanischen und 60 nichtafrikanischen Gruppen um Speichelproben gebeten.

Die Forscher konnten 14 "ursprüngliche“ Populationen ermitteln, d.h. genetisch charakterisieren. Interessanterweise fanden sie in fast allen dieser 14 "Urgruppen“ auch eine starke Vermischung mit anderen Populationen. Sprich: In Afrika wurde buchstäblich seit Menschengedenken hin und her migriert.

Tishkoff et al. wollen auch die Herkunft der Afroamerikaner entschlüsselt haben, die zu 71 Prozent von der westafrikanischen niger-kordofanischen Population abstammten, aber zu 13 Prozent auch von Europäern.

Und schließlich haben die mit den Daten gefütterten Programme auch den Punkt ausgespuckt, an dem die Wanderung des Menschen in Afrika begann: Er liegt auf 12,5º Ost und 17,5 º Süd, also an der Grenze von Namibia und Angola. Den Kontinent verlassen haben die Menschen über das Rote Meer, und zwar genau auf 35,7º Ost und 22,5º Nord.

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