Freitag, 14. März 2014

Warum wir Europäer heute so aussehen, wie wir aussehen


Blick in einen Grabhügel nahe der Stadt Kirovograd in der Ukraine mit einem 5.000 Jahre alten Skelett der Jamnaja-Kultur. | Copyright: Alla V. Nikolova

Mainz (Deutschland) - Mithilfe alter DNA aus Skeletten hat ein internationales Genetiker- und Anthropologenteam den Nachweis erbracht, dass auch noch in den letzten 5.000 Jahren starke Selektionskräfte auf das menschliche Genom gewirkt haben, die das Erscheinungsbild der Menschen nachhaltig beeinflussten.

Wie die Forscher um Sandra Wilde von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und Prof. Mark Thomas vom University College London gemeinsam mit Archäologen aus Berlin und Kiew aktuell im Fachjournal "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS; DOI: 10.1073/pnas.1316513111) berichten, versuchten bisherigen Ansätze immer nur, derartige Selektionssignale aus bestimmten Strukturen in den Genomen heute lebender Europäer abzuleiten. Der neue Ansatz der Mainzer und Londoner Wissenschaftler analysierte nun aber alte DNA aus archäologischen Skeletten und verglich die prähistorischen Daten in Computersimulationen mit denen heutiger Europäer. Lassen sich vorgefundene Veränderungen nicht durch die normale, generationenübergreifende Zufallsverteilung von Merkmalen erklären, gehen die Wissenschaftler davon aus, dass positive Selektion gewirkt hat, dass sich also eine bestimmte Mutation in der Population ausgebreitet hat.


In ihren früheren Untersuchungen waren Wilde unter einer Reihe genetischer Markern immer wieder diejenigen aufgefallen, die mit der Pigmentierung von Haut, Haaren und Augen in Zusammenhang stehen: "Dabei waren die prähistorischen Individuen im Durchschnitt dunkler als ihre Nachfahren. Dies ist besonders bemerkenswert, da die menschliche Evolution über Jahrhunderttausende eigentlich einen dunklen Phänotyp geprägt hatte. Alle unsere frühen Vorfahren waren dunkel."


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Das änderte sich jedoch, als der Mensch vor etwa 50.000 Jahren begann, die nördliche Hemisphäre zu besiedeln: "Gerade in Europa finden wir eine sehr hohe Variabilität von Pigmentierung", ergänzt Co-Autorin Dr. Karola Kirsanow, die - wie Wilde - ebenfalls in der Mainzer Arbeitsgruppe Palaeogenetik forscht. "Dennoch hatten wir nicht damit gerechnet, dass die Selektion in den letzten Jahrtausenden noch so stark war."


Tatsächlich seien die nun festgestellten Selektionssignale vergleichbar mit denen für Malariaresistenz oder Laktasepersistenz und gehörten zu den stärksten, die je in menschlichen Genomen festgestellt wurden.


Die Autoren sehen hierfür mehrere Erklärungsmöglichkeiten: "Die naheliegendste ist die Anpassung an die verminderte Sonneneinstrahlung im Norden", erklärt Thomas und führt weiter aus: "Die meisten Menschen generieren Vitamin D über die Haut infolge von UV-Exposition. In den nördlichen Breiten wäre das mit dunkler Haut aber weniger effizient gewesen. Da die Menschen hier auch weniger Vitamin D mit der Nahrung aufnahmen, war hellere Haut die vielleicht beste Option."


Allerdings erkläre dies nicht die Notwendigkeit einer Veränderung der Haar- und Augenfarbe", fügt Wilde hinzu: "Es mag aber durchaus sein, dass ein veränderter Phänotyp, also die hellere Haar- und Augenfarbe, als Signal von Gruppenzugehörigkeit gesehen wurde und sich auf die selektive Partnerwahl ausgewirkt hat." Diese sog. sexuelle Selektion ist im Tierreich durchaus üblich und war vielleicht auch eine treibende Kraft der Evolution des Menschen in den letzten Jahrtausenden.


"Eigentlich wollten wir die Variabilität im Genom des Menschen durch räumliche und zeitliche Dynamiken von Bevölkerungen, etwa durch Migrationen, erklären. Positive Selektion im engeren Sinne halten wir für eine Ausnahme. Doch fallen immer wieder die Laktasepersistenz, also die Fähigkeit, Milchzucker im Erwachsenenalter verdauen zu können, und die Pigmentierungsgene mit ihren überraschend hohen Selektionsfaktoren auf", fügt Univ.-Prof. Dr. Joachim Burger, Seniorautor der Studie, hinzu. "Man darf diese wissenschaftlichen Befunde allerdings nicht so interpretieren, als sei alles, was selektiert ist, auch gut und ausschließlich vorteilhaft. Gerade die durch Partnerwahl hergebrachten Merkmale sind häufig kulturell geprägt und damit eher Geschmacksache denn Anpassung an die Umwelt."


Die alte DNA wurde aus Skeletten von prähistorischen Populationen in Osteuropa gewonnen. Sie gehören größtenteils der sog. Jamnaja-Kultur an. Diese Kultur kennen Archäologen vor allem aufgrund zahlreicher, meist mit Ocker gefärbter Gräber, die in bzw. unter Grabhügeln angelegt wurden. Die Bestattungen der Jamnaja-Kultur liegen in der Steppenzone zwischen dem Fluss Ural und den östlichen Karpaten vor und datieren zwischen 5100 und 4400 vor heute.


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Quelle: uni-mainz.de
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