Neandertaler und frühe Menschen haben einen gemeinsamen Vorfahren, der in Afrika entstand, aber sie entwickelten sich vor Hunderttausenden von Jahren als separate Arten. Als der Homo sapiens vor etwa 300.000 Jahren in Afrika auftauchte, lebten die Vorfahren des Neandertalers bereits seit etwa 100.000 Jahren in Europa und Asien.
Gruppen des Homo sapiens verließen den afrikanischen Kontinent erst vor etwa 60.000 Jahren in großer Zahl, obwohl kleinere Migrationsbewegungen nach Eurasien schon lange vorher stattfanden. Wissenschaftler vermuten, dass Populationen von Homo sapiens mehrmals auf den afrikanischen Kontinent hin- und hergereist sein könnten, aber Beweise für solche Rückwanderungen sind rar.
Tausende von physischen Artefakten und Fossilien – von Werkzeugen bis hin zu fast vollständigen Skeletten – sagen uns heute, dass frühe Menschen schließlich für mindestens ein paar tausend Jahre in der Nähe ihrer Neandertaler-Cousins in Europa und Asien lebten. In den letzten zehn Jahren haben immer mehr genomische Beweise gezeigt, dass sich die beiden Arten sogar noch vor 37.000 Jahren gekreuzt haben, bevor die Neandertaler ausstarben. Früher schätzten Wissenschaftler, dass Neandertaler zwischen einem und vier Prozent der DNA von Menschen mit europäischer oder asiatischer Abstammung beisteuerten.
Da sich Neandertaler außerhalb Afrikas entwickelten, nahmen Wissenschaftler an, dass ihre DNA nicht in den Genomen moderner afrikanischer Populationen auftauchen würde. Frühere Studien haben nur etwa 0,02 Prozent Neandertaler-DNA in modernen afrikanischen Genomen gefunden.
Eine neue Studie, die letzte Woche in Cell veröffentlicht wurde, stellt diese Annahme jedoch mit einem bahnbrechenden neuen Ergebnis auf den Kopf: Menschen mit afrikanischer Abstammung haben tatsächlich fast 0,5 Prozent Neandertaler-DNA in ihrem Genom. Die Studie ergab außerdem, dass Neandertaler-DNA etwa 1,7 bzw. 1,8 Prozent des europäischen und asiatischen Genoms ausmacht.
Diese überraschende Entdeckung des Erbes zeigt jedoch nicht, dass sich Neandertaler und alte Afrikaner direkt gekreuzt haben, berichtet Maya Wei-Haas für National Geographic. Vielmehr könnte es ein Beweis dafür sein, dass Populationen des frühen Menschen nach Europa gingen, sich mit Neandertalern paarten und dann nach Afrika zurückkehrten, um sich mit afrikanischen Populationen zu paaren, die sie nie verlassen hatten.
„Unsere Arbeit zeigt, wie Menschen und Neandertaler über Hunderttausende von Jahren interagierten, wobei sich Populationen aus Afrika heraus und wieder zurück nach Afrika ausbreiteten“, erklärt Studienautor Joshua Akey, Genetiker an der Princeton University, gegenüber Bruce Bower von Science News.
Akey und seine Kollegen waren nicht die ersten, die die Idee eines Neandertaler-Erbes in afrikanischen Populationen aufstellten. Andere Gruppen haben die Hypothese aufgestellt, dass frühe Wanderungen in und aus Afrika Neandertaler-DNA in die menschlichen Populationen des Kontinents gemischt haben könnten, erklärt Svante Pääbo, ein Genetiker am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, der nicht an der Studie beteiligt war, in einem Interview mit George Dvorsky von Gizmodo. Aber diese Theorien waren schwer aufrechtzuerhalten, als 2010 das erste Neandertaler-Genom veröffentlicht wurde und keine derartigen Signaturen in modernen afrikanischen Genomen gefunden wurden, so National Geographic.
Allerdings sind afrikanische Genome lange Zeit nicht ausreichend erforscht worden. Die überwältigende Mehrheit der genetischen Forschung wird weiterhin an Menschen europäischer Abstammung durchgeführt, eine Voreingenommenheit, die große Teile der modernen menschlichen Bevölkerung wissenschaftlich ignoriert. Afrikanische Abstammungslinien sind so schlecht verstanden, dass Genetiker ihre Ergebnisse möglicherweise unbeabsichtigt durch falsche Annahmen beeinträchtigt haben, erklärt Akey in einem E-Mail-Interview mit Gizmodo. Frühere Methoden, um Neandertaler-Sequenzen in der DNA des modernen Menschen zu finden, so Akey, würden Genome mit denen afrikanischer Populationen vergleichen, von denen man annahm, dass sie wenig bis gar keine Neandertaler enthalten, um nach Diskrepanzen zu suchen. Diese Methode verzerrte wahrscheinlich die endgültigen Schätzungen der Neandertaler-DNA in modernen afrikanischen Populationen.
Um Spuren von Neandertaler-DNA in modernen Genomen auf umfassendere Weise aufzudecken, entwickelten Akey und seine Kollegen eine neue Methode, um vergangene Fälle von Kreuzung zu identifizieren, zum Teil durch den direkten Vergleich moderner genetischer Sequenzen mit denen von Neandertaler-Überresten. Anschließend wendeten sie ihre Technik auf die Genome von 2.504 Individuen aus aller Welt an, darunter Menschen ostasiatischer, europäischer, südasiatischer, amerikanischer und afrikanischer Abstammung.
Die Methode identifizierte 17 Millionen Basenpaare in afrikanischen Genomen als Neandertaler, während europäische Genome 51 Millionen Basenpaare Neandertaler-DNA enthielten und asiatische Populationen 55 Millionen. (Das menschliche Genom besteht aus 3 Milliarden Basenpaaren.) Und als das Team die drei großen Gruppen miteinander verglich, stellte es fest, dass die Neandertaler-Signaturen in den afrikanischen Genomen denen der Europäer ähnlicher waren als denen der Ostasiaten.
Das endgültige Bild, das sich ergibt, ist eines von mehrfachen Migrationen zwischen Afrika und Eurasien, wobei die frühen Menschen den interkontinentalen Sprung möglicherweise mehrmals vollzogen. Wie der Genetiker Omer Gokcumen von der University of Buffalo, der nicht an der Studie beteiligt war, gegenüber Carl Zimmer von der New York Times erklärt, verändern die Ergebnisse unsere derzeitige Wahrnehmung der menschlichen Geschichte.
„Fast wie ein Spinnennetz von Interaktionen, eher als ein Baum mit einzelnen Ästen“, sagt Gokcumen.
David Reich, ein Genetiker an der Harvard Medical School, der nicht an der Studie beteiligt war, ist noch nicht ganz von der Netz-Theorie überzeugt und merkt an, dass der Fluss der Gene zurück nach Afrika wie „ein wirklich schwaches Signal“ aussieht, sagt er der New York Times.
Als die Migration aus Afrika vor 10.000 bis 60.000 Jahren ihren Höhepunkt erreichte, sickerten Teilmengen dieser Gruppe in den letzten 20.000 Jahren zurück nach Afrika und mischten Neandertaler-Erbgut in die menschlichen Genome des Kontinents, schlägt Akey vor.
Aber es ist auch möglich, schlägt Akey vor, dass eine noch frühere Gruppe moderner Menschen Afrika vor 200.000 Jahren verließ und sich mit Neandertalern paarte, als sie nach Europa kam, berichtet die New York Times. Daher hatten die Neandertaler bereits ein wenig Homo sapiens-DNA in ihrem Genom, als die modernen Menschen auf dem Höhepunkt der Migration wieder abreisten. (Diese Hypothese wird vielleicht durch eine umstrittene Studie gestützt, die 2019 zu einem Schädel veröffentlicht wurde, der den modernen Menschen vor etwa 210.000 Jahren in Griechenland ansiedeln würde, bemerkt National Geographic.)
Die neue Studie lässt Reich jedoch einen früheren Aufbruch aus Afrika für möglich halten, erzählt er der New York Times. „Ich war diesbezüglich unschlüssig, aber diese Arbeit lässt mich glauben, dass es richtig ist“, sagt er.
Könnten wir später herausfinden, dass der moderne Mensch noch mehr Neandertaler-Vorfahren hat, als wir denken? John Hawks von der University of Wisconsin-Madison, ein Paläoanthropologe, der nicht an der Studie beteiligt war, sagt gegenüber National Geographic, dass er das durchaus glaubt. Er erklärt, dass das Neandertaler-Genom, das für die Analyse verwendet wurde, von einem Exemplar stammt, das in Sibirien gefunden wurde und wahrscheinlich nicht zu der Population gehörte, die sich direkt mit modernen Menschen vermischte, die Afrika verließen oder dorthin zurückkehrten.
Darüber hinaus hat das Team nur eine begrenzte Anzahl moderner afrikanischer Populationen untersucht, und sie können nicht abschließend sagen, ob ihre Ergebnisse für alle Menschen mit afrikanischer Abstammung gelten. Daher fordern die neuen Ergebnisse weitere Studien in diesen Populationen, die von der meisten genetischen Forschung vernachlässigt werden, sagt Sarah Tishkoff, eine Genetikerin an der University of Pennsylvania, die nicht an der Studie beteiligt war, in einem Interview mit Science News.
Mehr Forschung wird unweigerlich noch mehr Komplexität hinzufügen. Aber wie Akey gegenüber National Geographic erklärt, weisen Ergebnisse wie diese – auch wenn sie nicht immer einfach sind – auf die gemeinsame Geschichte der Menschheit hin. Diese Botschaft ist zumindest leicht zu verstehen.