Denisova-Mensch

Als Denisova-Menschen wird eine Population von Individuen der Gattung Homo bezeichnet, die vor rund 40.000 Jahren im Altai-Gebirge im südlichen Sibirien lebte. Belegt ist die Existenz dieser Population nur durch drei Fossilien: durch ein drittes (äußeres) Fingerglied (Phalanx distalis) eines kleinen Fingers, durch einen großen Backenzahn sowie durch ein drittes (äußeres) Zehenglied vom linken Fuß. Erstmals wissenschaftlich beschrieben wurde der Fingerknochen im März 2010,^[1] der Zahn im Dezember 2010^[2] und der Zehenknochen im März 2011.^[3] Auf die Zuordnung der Funde zu einer neuen Art oder zu einer Unterart wurde 2010 ausdrücklich verzichtet; 2011 wurden die Fossilien jedoch „einer bisher unbekannten Art“^[4] zugeschrieben, jedoch erneut, ohne diese Art zu benennen. Die engste verwandtschaftliche Nähe der Denisova-Menschen besteht der Studie aus dem Dezember 2010 zufolge zu den Neandertaler-Funden aus der Vindija-Höhle und der Mesmaiskaja-Höhle.^[2]

Fundgeschichte

Das 48.000 bis 30.000 Jahre alte Fingerglied war 2008 von russischen Forschern in der Denisova-Höhle ⊙51.484.68 entdeckt worden, der Zahn bereits im Jahr 2000. Einer Forschergruppe um Johannes Krause und Svante Pääbo vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig gelang es im Jahr 2010 zunächst, die Mitochondrien-DNA (mtDNA) des Fingerknochens zu sequenzieren. Die Bekanntgabe der Ergebnisse dieser DNA-Analyse sorgte für weltweites Aufsehen, da das Fossil als Beleg für eine bis dahin unbekannte, nur entfernt mit Neandertaler und Homo sapiens verwandte Population der Gattung Homo interpretiert wurde. Einige Monate später wurde auch die Sequenzierung der DNA aus den Zellkernen des Knochens publiziert; sie bestätigte die relative Eigenständigkeit der Denisova-Population. Die Zellkern-DNA des Fingerknochens erwies sich dabei als ungewöhnlich gut erhalten.

Die Besiedelung der Region durch diese Population reicht möglicherweise zurück bis in die Zeit vor 300.000 Jahren.^[3]

Die Ausgrabungen in der Denisova-Höhle waren vom Naturkundemuseum von Nowosibirsk durchgeführt worden,^[5] unter der Leitung der beiden Archäologen Michail Schunkow und Anatoli Derewianko von der Russischen Akademie der Wissenschaften.^[6]

Ausbreitung und Fortentwicklung von Homo erectus. Der Denisova-Mensch (dünne Linie) zweigte vermutlich in der Zeit des Übergangs von Homo erectus zu Homo heidelbergensis von der zum Neandertaler führenden Linie ab.

Analyse der mtDNA aus dem Fingerknochen

Johannes Krause, ein Experte für die Analyse von Neandertaler-DNA, hatte aus 30 Milligramm pulverisiertem Material des Fingerknochens, der vermutlich von einem fünf- bis siebenjährigen Kind stammt, genügend mtDNA gewonnen, um deren vollständige Nukleotidsequenz rekonstruieren zu können.^[1] Danach wurde diese mtDNA-Sequenz mit jener von 54 heute lebenden Menschen verglichen, ferner mit der mtDNA-Sequenz eines jungpleistozänen Homo sapiens aus Kostenki (Russland),^[7] mit den vollständigen mtDNA-Sequenzen von sechs Neandertalern sowie mit der mtDNA je eines Schimpansen und eines Bonobos. Während sich Neandertaler und moderner Mensch im Durchschnitt an 202 Nukleotid-Positionen der mtDNA unterscheiden, ist die Anzahl der Abweichungen zwischen dem Fund aus der Denisova-Höhle und dem modernen Menschen mit 385 fast doppelt so groß.

Aus dem Vergleich dieser Daten mit den Abweichungen zwischen Mensch und Schimpansen (1462 Positionen) wurde abgeschätzt, dass sich die Entwicklungslinien des Denisova-Menschen und des modernen Menschen bereits vor 1.314.000 bis 779.000 Jahren getrennt haben, während sich die Entwicklungslinien von Homo sapiens und Neandertaler erst vor 618.000 bis 321.000 Jahren endgültig trennten. Daraus wurde geschlossen, dass es vor rund 40.000 Jahren im Altai neben Homo sapiens und dem Neandertaler noch eine dritte, unabhängig von diesen beiden Arten dorthin eingewanderte Population der Gattung Homo gegeben habe.

Wie zuverlässig die Datierung von verwandtschaftlichen Verhältnissen allein anhand der mtDNA ist, ist jedoch umstritten, da die Mitochondrien ohne Rekombination ausschließlich über die Mutter vererbt werden und daher in besonderem Maße zum Beispiel Gendrift und Genfluss ausgesetzt sind;^[2] im Unterschied hierzu weist die Zellkern-DNA zehntausende Genloci auf, die „evolutionsneutral“ sind und sich daher weniger diskontinuierlich verändern.

Morphologie des Backenzahns

Der im Jahr 2000 entdeckte, fast vollständig erhaltene Backenzahn (ein Molar M3 oder M2 aus dem linken Bereich eines Oberkiefers) wurde 2010 aufgrund seiner mtDNA ebenfalls den Denisova-Menschen zugeordnet, jedoch einem anderen Individuum als der Fingerknochen.^[2] Der Zahn ist außergewöhnlich groß, größer als die Backenzähne der Neandertaler und des modernen Menschen: mesiodistal 13,1 mm, bukkolingual 14,7 mm. Sollte es ein Molar M2 sein, wäre er ähnlich groß wie der entsprechende Backenzahn von Homo erectus und Homo habilis; sollte es ein Molar M3 sein, wäre er ähnlich groß wie der entsprechende Backenzahn von Homo habilis oder Homo rudolfensis und vergleichbar dem Molar M3 der Australopithecinen. Ähnlichkeiten mit Zahnfunden mittelpleistozäner Homininen aus China bestehen ebenfalls weder hinsichtlich der Größe noch der Form der Zahnkrone, und selbst die 350.000 bis 600.000 Jahre alten Zähne aus der Sima de los Huesos in Spanien weisen „modernere“ Merkmale auf. Die Morphologie des Zahnfundes unterstützt somit die aus der Analyse der mtDNA abgeleitete, relativ große genetische Distanz der Denisova-Fossilien zu anderen Populationen der Gattung Homo.

Analyse der DNA aus dem Zellkern des Fingerknochens

Verwandtschaft mit den Neandertalern

Die Leipziger Forscher hatten bereits im März 2010 angekündigt, im Anschluss an die mtDNA auch die vollständige DNA aus Zellkernen des Fossils zu sequenzieren.^[8] Fest stand seinerzeit bereits, dass das von den Leipziger Forschern inoffiziell „X-Woman“ genannte und als „Mädchen“ beschriebene Fossil kein Y-Chromosom besaß, also eine junge Frau war.^[9] Im Dezember 2010 wurde dann berichtet,^[2] die DNA-Unterschiede zwischen Neandertalern und Denisova-Menschen deuteten auf eine endgültige Trennung beider Populationen vor 640.000 Jahren hin sowie auf eine endgültige Trennung ihrer gemeinsamen Vorfahren von den Vorfahren der heutigen Afrikaner vor rund 800.000 Jahren. Entsprechend ist der Denisova-Mensch enger mit dem Neandertaler verwandt als mit Homo sapiens.

Ein Vergleich der DNA von Neandertaler-Funden aus der Vindija-Höhle und der Mesmaiskaja-Höhle ergab eine ungewöhnlich große genetische Nähe beider Funde und einen relativ großen genetischen Abstand beider Funde zum Denisova-Fossil. Daraus wurde geschlossen, dass beide Neandertaler-Gruppen von einer gemeinsamen Vorfahren-Population abstammen, die nach der Abtrennung von den Vorfahren der Denisova-Population durch einen genetischen Flaschenhals gegangen ist; eine starke genetische Verarmung war zuvor bereits aus der Analyse der mtDNA von Neandertalern abgeleitet worden, da deren genetische Variabilität wesentlich geringer ist als die genetische Variabilität des modernen Menschen. Aufgrund dieser Besonderheiten wurde erstmals eine vorzeitliche Population der Gattung Homo allein anhand molekularbiologischer Daten von verwandten Populationen – auf Englisch in Analogie zu Neandertalern als Denisovans – separiert.^[10]

Genfluss zu Homo sapiens

Bereits im Mai 2010 war eine Studie veröffentlicht worden, die einen Genfluss von den Vindija-Neandertalern zu Homo sapiens belegte. ^[11] Daher wurde auch die genetische Distanz des Denisova-Fossils zu heute lebenden Ethnien analysiert, wobei auf Daten von 938 Menschen aus 53 Populationen zurückgegriffen wurde. Den Befunden zufolge steht das Denisova-Fossil den heute lebenden europäischen, asiatischen und afrikanischen Menschen ferner als die Neandertaler.^[12] Hingegen wurde eine signifikante Nähe zur DNA von Menschen aus Melanesien (Papua und Bougainville-Bewohner) festgestellt. Dies führte zur Aussage, dass das Genom der Melanesier – wie das aller modernen Menschen – zu 2,5 ± 0,6 Prozent vom Neandertaler stammt, zusätzlich aber weitere 4,8 ± 0,5 Prozent vom Denisova-Menschen beigesteuert wurden; zusammengerechnet wären dies laut Studie 7,4 ± 0,8 Prozent des Genoms der Melanesier, die von einer früheren Vermischung mit archaischen Homininen stammen.

Im September 2011 wurden weitere genetische Befunde publiziert, die nunmehr auf einem Vergleich der DNA von 33 heute lebenden Populationen aus Asien und Ozeanien mit denen der Denisova-Fossilien beruhten.^[13] Demnach konnten DNA-Spuren der Denisova-Menschen auch bei den Aborigines in Australien, bei den Mamanwas auf den Philippinen sowie im Osten von Indonesien nachgewiesen werden, nicht aber im Westen von Indonesien, bei den Onge auf den Andamanen, bei den Jehai in Malaysia und bei Bevölkerungsgruppen in Ostasien. Die Autoren dieser Studie interpretierten den Nachweis von Denisova-DNA in Ost-Indonesien, Australien, Papua-Neuguinea, Fidschi und Polynesien als Beleg dafür, dass die genetische Vermischung in Südostasien stattgefunden habe, was bedeuten würde, dass die Denisova-Menschen ein Gebiet zwischen Sibirien und den Tropen besiedelt hätten. Diese Deutung ist jedoch umstritten, da frühe Wanderungen von Vorfahren der untersuchten Volksgruppen nicht ausgeschlossen werden und die sexuellen Kontakte daher auch weiter nördlich – im asiatischen Kernland – stattgefunden haben könnten.^[14]

Morphologie des Zehenknochens

Der 2011 erstmals beschriebene distale Zehenknochen stammt vom 4. oder 5. (dem kleinen) Zeh eines erwachsenen Individuums. Der Knochen ist auffallend lang und hat einen sehr kräftig gebauten, sehr breiten Schaft; das Verhältnis von großer Breite zu vergleichsweise geringer Höhe gleicht eher dem Verhältnis bei älteren pleistozänen als bei modernen Vertretern der Gattung Homo und übertrifft die entsprechenden Maße bei Neandertalern. Insgesamt wirkten die Merkmale des Knochens daher archaisch, einige lägen jedoch in der Spannweite zwischen den Neandertalern und dem frühen modernen Menschen, heißt es in der wissenschaftlichen Beschreibung des Knochens.^[3] Die größte Ähnlichkeit bestehe zum Neandertaler-Fossil Shanidar-4 und zum Homo sapiens-Fossil Tianyuan 1.

Eine Analyse von Genmaterial aus dem Zehenknochen ist derzeit im Labor von Svante Pääbo in Arbeit.^[15]

Taxonomische Einordnung der Fossilien

Die taxonomische Einordnung der Fossilien ist ungeklärt. Die Funde wurden von ihren Entdeckern zunächst neutral – nach dem Fundort – als „Denisova-Hominine“ bezeichnet. In einem Begleitartikel zur Veröffentlichung der mtDNA-Analyse in Nature war der Evolutionsbiologe Eske Willerslev, Direktor des Centre for Ancient Genetics der Universität Kopenhagen, zitiert worden, der gleichfalls davon abriet, die Entdeckung einer neuen biologischen Art aus den gewonnenen Daten abzuleiten.^[16] Auch nach der Analyse der Zellkern-DNA verzichteten die Forscher ausdrücklich auf eine Benennung gemäß den Vorgaben der internationalen Regeln für die Zoologische Nomenklatur und wählten stattdessen die Bezeichnung Denisovans und in deutschen Begleitveröffentlichungen Denisova-Mensch.^[17][18] Die Forscher lehnten es zudem ausdrücklich ab, Festlegungen zum Status des Neandertalers in Bezug auf den modernen Menschen (Art versus Unterart) zu treffen.^[2] Sie beließen es stattdessen bei der Feststellung, die Denisova-Menschen seien eine „Schwestergruppe“ der Neandertaler.^[19]

Ungeklärt ist aufgrund der wenigen bisher bekannt gewordenen Funde auch das Verbreitungsgebiet der Denisova-Menschen. In der im Dezember 2010 publizierten Studie wird jedoch erwähnt, dass diese Population möglicherweise „zu jener Zeit in großen Teilen von Ostasien lebte, als die Neandertaler in Europa und im westlichen Asien anwesend waren.“ Diese Mutmaßung wurde aus dem Befund abgeleitet, dass es einen Genfluss zu den Vorfahren der Melanesier gegeben habe, der sich jedoch „wahrscheinlich nicht im südlichen Sibirien“ zugetragen habe.

Im Juli 2011 bezeichneten es sowohl Chris Stringer als auch Milford H. Wolpoff als möglich, dass einige in China entdeckte Fossilien, die bislang weder eindeutig Homo erectus noch dem modernen Menschen zugeordnet werden konnten, dem Denisova-Menschen zuzuschreiben seien; erwähnt wurden in diesem Zusammenhang der Dali-Mensch und der Jinniushan-Mensch.^[20] Bereits seit 2008 unterhält das Team von Svante Pääbo in Peking ein Labor, in dem nach Fossilien-DNA aus chinesischen Beständen gesucht wird.^[21]

Siehe auch

• Stammesgeschichte des Menschen
• Ausbreitung des Menschen
• Liste homininer Fossilien

Literatur

• Johannes Krause, Qiaomei Fu, Jeffrey M. Good, Bence Viola, Michael V. Shunkov, Anatoli P. Derevianko, Svante Pääbo: The complete mitochondrial DNA genome of an unknown hominin from southern Siberia. In: Nature. Bd 464, Nr. 7290. London 2010, S. 894–897. doi:10.1038/nature08976, ISSN 0028-0836
• David Reich, Richard E. Green, Martin Kircher, Johannes Krause, Nick Patterson, Eric Y. Durand, Bence Viola, Adrian W. Briggs, Udo Stenzel, Philip L. F. Johnson, Tomislav Maricic, Jeffrey M. Good, Tomas Marques-Bonet, Can Alkan, Qiaomei Fu, Swapan Mallick, Heng Li, Matthias Meyer, Evan E. Eichler, Mark Stoneking, Michael Richards, Sahra Talamo, Michael V. Shunkov, Anatoli P. Derevianko, Jean-Jacques Hublin, Janet Kelso, Montgomery Slatkin, Svante Pääbo: Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia. In: Nature. Bd 468, Nr. 7327. London 2010, S. 1053–1060. doi:10.1038/nature09710, ISSN 0028-0836

Weblinks

• Abbildung des Backenzahns
• dw-world.de Alles deutet auf eine neue Spezies Mensch hin. - Interview mit Johannes Krause über die Tragweite seiner Entdeckung vom 25. März 2010. In: dw-world.de.
• dradio.de ‚Das war eine ziemliche Sensation.‘ Dritte Urmenschenform bei Knochenfund in Sibirien entdeckt. - Gespräch mit Johannes Krause vom 25. März 2010. In: dradio.de. (Audio on Demand von Deutschlandradio Kultur)
• Michael Stang: Weder Neandertaler noch Homo sapiens. Forscher entdecken eine 40.000 Jahre alte Menschenform. In: Deutschlandfunk vom 25. März 2010.
• Johannes Krause - Spurensucher im Erbgut. In: National Geographic. New York 2010,8, S.31 - Interview mit Johannes Krause, dem Erstautor der ersten Originalveröffentlichung.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} Johannes Krause u. a.: The complete mitochondrial DNA genome of an unknown hominin from southern Siberia. In: Nature Band 464, Nr. 7290, 2010, S. 894–897. doi:10.1038/nature08976 PDF
2. ↑ ^{a b c d e f} David Reich u. a.: Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia. In: Nature, Band 468, Nr. 7327, 2010, S. 1053–1060 doi:10.1038/nature09710
3. ↑ ^{a b c} Maria Mednikova: A proximal pedal phalanx of a Paleolithic hominin from denisova cave, Altai. In: Archaeology, Ethnology and Anthropology of Eurasia, Band 39, Nr. 1, 2011, S. 129–138, doi:10.1016/j.aeae.2011.06.017 oder [1]
4. ↑ „belonging to a hitherto unknown species“
5. ↑ "Alles deutet auf eine neue Spezies Mensch hin". In: dw-world.de, 25. März 2010. Abgerufen am 30. Dezember 2010. 
6. ↑ Michael Balter: Researchers Discover New Lineage of Ancient Human (en). In: news.sciencemag.org, 24. März 2010. Abgerufen am 30. Dezember 2010. 
7. ↑ J. Krause, et al.: A complete mtDNA genome of an early modern human from Kostenki, Russia. Curr. Biol. 20, 2010, S. 231–236
8. ↑ Sonja Kastilan: Sensationsfund „X-Woman“: Entdeckten Forscher eine neue Menschenart?. In: faz.net, 25. März 2010. Abgerufen am 30. Dezember 2010. 
9. ↑ Der Alien von Altai: Der kleine Finger der Evolution. In: Zeit Online, 24. März 2010. Abgerufen am 30. Dezember 2010. 
10. ↑ Im Originalwortlaut: “We call the group to which this individual belonged Denisovans in analogy to Neanderthals, as Denisovans are described for the first time based on molecular data from Denisova Cave just as Neanderthals were first described based on skeletal remains retrieved in the Neander Valley in Germany.”
11. ↑ Richard E. Green et al.: A draft sequence of the Neandertal Genome. In: Science, Band 328, Nr. 5979, 2010, S. 710–722. doi:10.1126/science.1188021 PDF
12. ↑ Im Wortlaut: “These analyses indicate that Neanderthals are more closely related than Denisovans to the population that contributed to the gene pool of the ancestors of present-day Eurasians. The fact that Eurasians share some additional affinity with the Denisova individual relative to Africans is compatible with a scenario in which Denisovans shared some of their history with Neanderthals before the gene flow from Neanderthals into modern humans occurred.”
13. ↑ David Reich et al.: Denisova Admixture and the First Modern Human Dispersals into Southeast Asia and Oceania. In: The American Journal of Human Genetics, Band 89, Nr. 4, 2011, S. 516–528, doi:10.1016/j.ajhg.2011.09.005
14. ↑ Michael Marshall: The vast realm oft he lost human. In: New Scientist, 1. Oktober 2011, S. 12
15. ↑ Colin Barras: Toe could redraw human family tree. In: New Scientist, Band 211, Nr. 2825, S. 10; Online-Fassung unter Stone Age toe could redraw human family tree.
16. ↑ Rex Dalton: Fossil finger points to new human species. DNA analysis reveals lost relative from 40,000 years ago. In: Nature',' Band 464, 2010, Nr. 7290, S. 472–473. doi:10.1038/464472a
17. ↑ Michael Seifert: Weder Neandertaler noch moderner Mensch. In: Informationsdienst Wissenschaft, Universität Tübingen, 22. Dezember 2010. Abgerufen am 30. Dezember 2010. 
18. ↑ Weder Neandertaler noch moderner Mensch, Max-Planck-Gesellschaft. 22. Dezember 2010. Abgerufen am 30. Dezember 2010. 
19. ↑ Im Wortlaut: “… a sister group of Neanderthals with a population divergence time of one-half to two-thirds oft the time to the common ancestor of Neanderthals and humans.”
20. ↑ Ed Yong: Our hybrid origins. In: New Scientist, Band 211, Nr. 2823, S. 37
    Ähnlich äußerte sich David Reich, Harvard Medical School, in New Scientist vom 1. Oktober 2011, S. 12
21. ↑ Ewen Callaway: Ancient DNA reveals secrets of human history. In: Nature, Band 476, 2011, S. 136–137