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Die Hochebene Tibets, Temple in Himalayas

Urmensch vererbte "Athleten-Gen"

Dank einer speziellen Genvariante können die Bewohner des tibetischen Hochlands trotz Höhenlage und Sauerstoffmangels gut leben. Wie eine neue Studie zeigt, hat dieses "Athleten-Gen" eine unerwartete Herkunft: Es stammt vom Denisova-Menschen - einer Menschenart, die vor rund 50.000 Jahren ausstarb.

Anthropologie 03.07.2014

Die Vorfahren der heutigen Tibeter und die Denisova-Menschen dürften also sexuellen Kontakt gehabt haben, vermutet ein Team um den Evolutionstheoretiker Rasmus Nielsen von der University of Berkeley.

Die Studie:

"Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA" von Emilia Huerta-Sanchez und Kollegen ist am 2.7. in "Nature" erschienen.

Zwei Puzzlesteine der Evolution

Die Forscher bringen in ihrer aktuellen Arbeit zwei Puzzlesteine der menschlichen Evolution in Verbindung, die auf den ersten Blick wenig gemeinsam haben.

Auf der einen Seite die erstaunliche Fähigkeit der Tibeter, mit den schwierigen Bedingungen ihrer Heimat gut zurechtzukommen. Auf dem tibetischen Hochland im Himalaya-Gebirge mit einer Höhe von mehr als 4.000 Metern ist die Sauerstoffkonzentration rund 40 Prozent geringer als auf Meeresniveau. Wie erst seit einigen Jahren bekannt ist, hilft eine Variante des Gens EPAS1 bei der Sauerstoffaufnahme und führt dazu, dass den Tibetern nicht "die Luft ausgeht". Eine Studie aus dem Jahr 2010 zeigte, dass die entsprechende Genmutation sehr schnell vor sich gegangen sein muss: Genvergleiche mit chinesischen Flachlandbewohnern ergaben, dass die Anpassung an die sauerstoffarme Umgebung in weniger als 3.000 Jahren erfolgt ist.

Auf der anderen Seite der rätselhafte Denisova-Mensch: Im Jahr 2008 haben Forscher in Zentralsibirien ein winziges Stück Fingerknochen und zwei Zähne eines bis dahin unbekannten Urmenschen entdeckt. Laut späteren Genanalysen lebten einst nur wenige Vertreter von ihnen in Asien. Ob es sich um eine Menschenart oder eine -linie handelt, wie der Denisova-Mensch also in den Homo-Stammbaum eingeordnet werden soll, darüber besteht noch Unklarheit.

Überraschender Zusammenhang

"Wir waren sehr überrascht, dass diese zwei Dinge miteinander zu tun haben", sagt Rasmus Nielsen gegenüber science.ORF.at. Gemeinsam mit seinen Forscherkollegen hat er das EPAS1-Gen mit der DNA "von allen möglichen Menschen der Gegenwart verglichen, auch mit ausgestorbenen Hominiden, etwa von Neandertalern". Doch überall zeigten sich große Unterschiede. Einzige Ausnahme: der Denisova-Mensch. "Wir haben das nicht für sehr wahrscheinlich gehalten. Aber die Gensequenzierungen zeigten ganz klar: Hier gibt es eine fast exakte Übereinstimmung!"

Fragt sich nur: Wie kommt das Gen der ausgestorbenen Denisova-Menschen zu den heute lebenden Tibetern? Rasmus Nielsen glaubt, dass es zwischen den Vorfahren von Chinesen und Tibetern einerseits und den Denisova-Menschen andererseits sexuellen Kontakt gegeben haben muss.

Dabei wurde die EPAS1-Variante von den letzteren auf die ersteren übertragen. "Wir wissen nicht, wo und wann das genau war", sagt Nielsen, "aber ich schätze, es ist vor 40.000 bis 30.000 Jahren passiert."

Kein Gen für Flachlandchinesen

Auch wenn der Fundort der Denisova-Menschen - eine Höhle in Zentralsibirien - nur auf einer Höhe von 700 Metern liegt, könnten sie auch vom EPAS1-Gen profitiert haben. "Die Höhle liegt in der Nähe des sehr hohen Altai-Gebirges in Sibirien", sagt Nielsen. Ob die Denisova-Menschen tatsächlich in der Höhe gelebt haben wie heute die Bewohner Tibets, lässt sich empirisch nicht beweisen, es gibt bisher keine anderen Fundstellen. Die Funktionalität des Gens würde jedenfalls dafür sprechen.

Mehrere zehntausend Jahre lang - nach dem Genaustausch zwischen asiatischen Ureinwohnern und Denisova-Menschen - war die EPAS-Variante nur sehr gering in Asien vertreten. "Das zeigt auch ihre sehr geringe Verbreitung bei heutigen Han-Chinesen, die wir entdeckt haben", sagt Rasmus Nielsen.

Nachdem die Vorfahren der Tibeter aber vor 3.000 Jahren begannen, die Höhen des Himalayas zu erklimmen, setzte sich die Variante dank natürlicher Selektion wieder durch. Heute tragen rund 87 Prozent der Tibeter die sauerstofffördernde Genvariante, aber nur neun Prozent der im Flachland lebenden Han-Chinesen.

Wichtig: Genfluss von anderen Arten

Der Evolutionstheoretiker Nielsen glaubt, dass Genflüsse zwischen ausgestorbenen Homo-Linien und dem modernen Menschen viel öfter vorgekommen sind als bisher bekannt. "Wir haben jetzt durch Zufall einen entdeckt. Aber die Frage ist: Wie oft ist das noch geschehen, von dem wir aber nichts wissen, weil wir bisher keine Beweise dafür haben?"

Evolutionär sinnvoll wäre solch ein Genfluss, meint Nielsen. Denn nachdem homo sapiens "out of africa" gewandert war, musste er sich an eine Reihe neuer Umgebungen anpassen. Anpassung passiert laut Evolutionstheorie über Genmutation - "so etwas kann aber sehr lange dauern", sagt Nielsen.

"Viel schneller ist es, eine Genvariante von einer anderen Art, die bereits angepasst ist, 'aufzugabeln'. Dieser Prozess ist viel wichtiger für die menschliche Entwicklung als bisher gedacht." Wer das biologische Fachvokabel dafür notieren will: Es lautet "adaptive Introgression". Man kann aber auch salopp "Sex" dazu sagen.

Lukas Wieselberg, science.ORF.at

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