Frühmenschen-Gen hilft Tibetern

An das Leben in großer Höhe angepasst: ein Tibeter (thinkstock)

Wer im Himalaya überleben will, muss gut angepasst sein. Den meisten Tibetern hilft eine Genvariante, mit dem geringen Sauerstoffgehalt der Höhenluft zurechtzukommen. Ein internationales Forscherteam hat sich diese genetische Besonderheit genauer angeschaut und enthüllt jetzt Erstaunliches: Offenbar erbten die Tibeter dieses Gen von einem rätselhaften frühen Vetter des Homo sapiens, dem Denisova-Menschen. Denn außer diesem Frühmenschen gibt es keine andere Menschengruppe, weder heute noch früher, die diese Genvariante besitzt. Dieses überraschende Ergebnis belegt damit erstmals, dass auch die Gene ausgestorbener Menschenarten unseren Vorfahren dabei halfen, sich an neue Umgebungen anzupassen.

Das Hochplateau Tibets gilt nicht umsonst als das Dach der Welt: Es liegt mehr als 4.000 Meter über dem Meeresspiegel und ist umringt von den noch höheren Gipfeln des Himalaya. In diesen Höhen enthält die Luft rund 40 Prozent weniger Sauerstoff als auf Meereshöhe, es ist kalt und unwirtlich. Die Tibeter haben sich jedoch an diese Bedingungen angepasst und besiedeln das Hochplateau schon seit Tausenden von Jahren. Eine ihrer Anpassungen ist ein spezielles Gen, EPAS1. In seiner normalen Variante steigert es die Menge an roten Blutkörperchen und Hämoglobin im Blut, wenn sich jemand länger im Gebirge aufhält. Dadurch kann das Blut den wenigen Sauerstoff besser binden und so den Mangel des Atemgases ausgleichen. Unter den extremen Bedingungen Tibets allerdings kommt es bei Trägern dieser normalen Genvariante zu einer Überanpassung: Weil zu viele rote Blutkörperchen produziert werden, verdickt das Blut und Herzinfarkte, Bluthochdruck und erhöhte Kindersterblichkeit sind die Folge.

Genvariante hilft gegen dünne Höhenluft

Vor kurzem zeigte dann ein Genvergleich, dass die Tibeter eine ganz eigene Variante des EPAS1-Gens besitzen. Sie sorgt dafür, dass der Hämoglobinanteil im Blut trotz der großen Höhe nur leicht ansteigt und so die negativen Nebenwirkungen der Normalvariante vermieden werden. Emilia Huerta-Sánchez von der University of California in Berkeley und ihre Kollegen haben nun diese Genvariante bei 40 Tibetern und 40 Han-Chinesen genauer analysiert und sie mit der DNA-Sequenz von mehr als 1.000 weiteren Menschen verschiedener Bevölkerungsgruppen und Populationen verglichen. Ihr Ziel: Sie wollten herausfinden, wann und wie diese genetische Anpassung entstanden ist – und wer sie möglicherweise noch besitzt. Wie die Analysen zeigten, tragen heute 87 Prozent der Tibeter diese Hochgebirgsversion von EPAS1 in ihrem Erbgut. Unter den Han-Chinesen, die eng mit den Tibetern verwandt sind, sind es dagegen nur neun Prozent, wie die Forscher berichten. Ihrer Ansicht nach spricht dies dafür, dass diese Genvariante vielleicht schon vor der Trennung dieser beiden Völker entstand. Weil sie aber nur für die im Hochgebirge lebenden Tibeter nützlich war, führte die Selektion dazu, dass sie sich im Laufe der Zeit bei diesen ausbreitete.

Für Überraschung aber sorgte ein weiteres Ergebnis: In keiner anderen heute auf der Welt lebenden Bevölkerungsgruppen fanden die Wissenschaftler Hinweise auf diese Variante des EPAS1-Gens. "Dieses DNA-Motiv ist in allen anderen getesteten modernen Populationen komplett abwesend", berichten die Forscher. Fündig wurden sie erst, als sie auch die DNA von Frühmenschen und ausgestorbenen Menschenarten mit einbezogen, darunter Neandertaler und Denisova-Menschen. Letzterer ist ähnlich wie die Neandertaler ein ausgestorbener "Vetter" des Homo sapiens. Er lebte bis vor rund 40.000 Jahren im Gebiet des Altai-Gebirges in Sibirien und starb dann aus. Von der einstigen Existenz dieses noch rätselhaften Menschentyps zeugen nur zwei kleine Knochen und ein Zahn, die vor einigen Jahren in der Denisova-Höhle an der Grenze zu Kasachstan entdeckt wurden.

Erbe urzeitlicher Seitensprünge

"Wir haben entdeckt, dass Teile des EPAS1-Gens der Tibeter nahezu identisch sind mit einem Gen der Denisova-Menschen - und nur mit diesem", sagt Studienleiter Rasmus Nielsen von der University of California in Berkeley. Nach Ansicht der Forscher spricht dies dafür, dass die Vorfahren der Tibeter dieses Gen einst von diesen rätselhaften Frühmenschen bekommen haben müssen. Die vor Zehntausenden von Jahren aus Afrika nach Asien einwandernden Vertreter des Homo sapiens begegneten demnach den Denisova-Menschen und einige von ihnen verpaarten sich mit diesen. Auf diese Weise erbten einige Nachkommen dieser "Seitensprünge" auch eine Variante des EPAS1-Gens, die es ihnen später erleichterte, das tibetanische Hochplateau zu besiedeln. Durch die dortigen Bedingungen gefördert, breitet sich diese Genvariante dann unter den Nachfahren dieser Einwanderer aus – den Tibetern. "Es gibt keine andere Erklärung für die Daten", so Nielsen. Wann genau dieser Genaustausch stattfand, das müssen die Forscher noch durch weitere Genanalysen klären.

"Dies zeigt sehr klar und direkt, dass die Menschen sich auch an neue Umgebungen anpassten, indem sie ihre Gene von anderen Menschenarten erhielten", konstatiert Nielsen. Der Fall der Genvariante EPAS1 sei der erste eindeutige Beleg für eine solche genetische Schützenhilfe bei unseren Vorfahren – aber vermutlich nicht unbedingt der letzte. Denn nach Ansicht der Forscher könnte es noch einige weitere, bisher unbekannte Frühmenschenarten gegeben haben, deren genetisches Erbe wir in uns tragen. Doch weil von ihnen Fossilien und DNA fehlen, wissen wir davon nichts. "Wie viele andere Menschenarten gibt es wohl noch dort draußen, die wir noch nicht gefunden und sequenziert haben?", fragt Nielsen.

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