Denisova-Gesicht im Spiegel der Genetik - wissenschaft.de
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Geschichte+Archäologie

Denisova-Gesicht im Spiegel der Genetik

Künstlerische Darstellung einer jungen Denisova-Frau, die auf dem rekonstruierten anatomischen Profil basiert. (Bild: Maayan Harel)

Nur wenige fossile Puzzleteile zeugen bisher von der Anatomie des geheimnisvollen Denisova-Menschen – wie er ausgesehen hat, bleibt damit völlig unklar, könnte man meinen. Doch trotz der bescheidenen Fundlage präsentieren Forscher nun erstmals eine Rekonstruktion des Aussehens unseres archaischen Cousins. Sie basiert auf genetischen Hinweisen im Erbgut: Muster der DNA-Methylierung ließen Rückschlüsse auf anatomische Merkmale zu, erklären die Wissenschaftler. In vielerlei Hinsicht ähnelten die Denisovaner demnach den Neandertalern, einige Merkmale passten aber auch eher zu uns und manche machten sie einzigartig.

Schädelformen, Zahnstrukturen und Skelettmerkmale: Wissenschaftler waren lange auf die Untersuchung äußerer Eigenschaften von Fossilien beschränkt, um Informationen über die Vertreter des menschlichen Stammbaums zu gewinnen. Doch das hat sich mittlerweile deutlich geändert: Die Genetik avancierte in den letzten Jahren zunehmend zu einem wichtigen Werkzeug in der Anthropologie. Möglich wurde dies durch die erstaunliche Haltbarkeit von genetischem Material: In manchen Fällen ist es möglich, aus jahrtausendealten Fossilien DNA zu gewinnen, die für Vergleiche genutzt werden kann. Bei den Erkenntnissen zum Denisova-Menschen handelt es sich weitgehend um solche Ergebnisse aus dem Genlabor.

Von dieser Menschenform zeugten lange nur ein kleiner Knochen und drei Zähne. Wie zuvor beim Neandertaler war es den Forschern allerdings gelungen, den Funden genetische Informationen zu entlocken. Vergleiche ergaben anschließend, dass die Überreste von einer bis dahin unbekannten archaischen Menschenform stammen, die offenbar parallel zum Neandertaler und dem modernen Menschen existierte. Die Forscher nannten sie nach dem ersten Fundort, einer Höhle im russischen Altai-Gebirge, Denisova-Mensch. Dass diese Menschenform einst weit verbreitet war, belegte dann kürzlich ein weiterer Fund: Es handelt sich um einen Unterkiefer aus dem Himalaja-Gebiet.

Dem geheimnisvollen Urahn auf der Spur

Man nimmt an, dass sich die Entwicklungslinien der Denisovaner und der Neandertaler vor 390.000 bis 440.000 Jahren trennten. Beide gehen wiederum auf einen gemeinsamen Vorfahren mit dem modernen Menschen zurück, der vor etwa 520.000 bis 630.000 Jahren existiert hat. Studien der letzten Jahre haben verdeutlicht, dass sich die drei Menschenformen später wieder kreuzten: Als der moderne Mensch Afrika verließ, vermischte er sich demnach mit dem Neandertaler und dem Denisova-Menschen. Erbgutvergleichen zufolge tragen deshalb Bevölkerungsgruppen in Ostasien und Ozeanien sowie die australischen Ureinwohner genetisches Erbe der Denisovaner in sich.

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Doch bisher blieb diese archaische Menschenform gesichtslos: Im Gegensatz zum Neandertaler war aufgrund der fehlenden Knochenfunde eine Rekonstruktion des Aussehens des Denisova-Menschen nicht möglich. Doch offenbar eröffnet auch in diesem Fall die moderne Genetik Möglichkeiten, wie die Studie der Forscher um David Gokhman von der Hebräischen Universität in Jerusalem zeigt. Die Schlussfolgerungen basieren dabei nicht auf Merkmalen der DNA-Sequenz, sondern auf den Mustern von Regelelementen auf bestimmten Genen, die sich ebenfalls in dem bekannten Denisova-Erbgut erhalten haben. Bei diesen sogenannten epigenetischen Faktoren handelt es sich um Schalter-Moleküle (Methylgruppen), die auf der DNA sitzen und bestimmen, ob eine Erbanlage ein- oder ausgeschaltet vorliegt beziehungsweise, wie aktiv sie ist.

Epigenetische Hinweise auf die Anatomie

Die Forscher konnten zunächst aufzeigen, dass bestimmte DNA-Methylierungsmuster mit anatomischen Merkmalen beim Menschen verknüpft sind. „Wir können dadurch in einem gewissen Rahmen vorhersagen, welche Skelettteile von der differentiellen Genregulation betroffen sind und in welche Richtung sich die Merkmale ändern – zum Beispiel ein längerer oder kürzerer Oberschenkelknochen“, erklärt Gokhman. Um die Methode zu testen, wendeten die Forscher sie auf die bekannte Anatomie von Neandertalern und Schimpansen an. Es zeigte sich, dass ungefähr 85 Prozent ihrer Merkmalsrekonstruktionen vorhersagten, welche Eigenschaften für die beide Arten typisch waren.

Anschließend wendeten sie das Verfahren auf den Denisova-Menschen an. „Wir präsentieren nun die erste Rekonstruktion ihrer Skelettanatomie“, sagt Co-Autor Liran Carmel. Insgesamt identifizierten das Team 56 anatomische Merkmale, bei denen sich Denisovaner von modernen Menschen und / oder Neandertalern unterschieden, 34 davon im Schädel. Demnach war er wohl breiter als der des modernen Menschen oder des Neandertalers. Entsprechend hatten sie wahrscheinlich auch einen vergleichsweise langen Zahnbogen. Wie die Forscher berichten, wurde erst im Verlauf ihrer Studie der Denisova-Unterkiefer aus Tibet präsentiert. Dies war ein Anlass zur Freude: Die Merkmale des Fundes entsprachen ihren Vorhersagen.

Den Wissenschaftlern zufolge unterstreicht dies das Potenzial ihrer Methode für die Anthropologie: Zukünftig könnten Muster der DNA-Methylierung verwendet werden, um anatomische Merkmale in Fällen zu rekonstruieren, in denen fossile Hinweise fehlen. Was die aktuelle Studie betrifft, sagt Carmel abschließend: „Informationen über die Denisova-Anatomie können uns nun Einblicke in die menschliche Anpassungsfähigkeit geben – etwa in Gen-Umwelt-Interaktionen und Krankheitsdynamiken. Grundsätzlich ist diese Arbeit aber ein Schritt in die Richtung, anhand genetischer Informationen Rückschlüsse auf die Anatomie eines Individuums zu ermöglichen“, resümiert der Wissenschaftler.

Quelle: Cell Press, Fachartikel: Cell, doi: 10.1016/j.cell.2019.08.035

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