Sonntag, 14. September 2014

Ancient-DNA-Forschung - Das "Lichtmikroskop" der modernen Humangenetik

Im Januar dieses Jahres erschien in "Nature" eine Studie über Gene aus ausgegrabenen Knochen ("ancient DNA") eines Menschen, der 22.000 v. Ztr. in Sibirien in der Nähe des Baikalsees gelebt hat (1). Die Analyseergebnisse werden als aussagekräftig angesehen, um Fragen zu der genetischen Herkunft der ersten Besiedler des amerikanischen Kontinents zu beantworten.

Abb. 1: Zeichnung eines Mammuts auf einem Mammut-Elfenbein-Stück von Mal'ta am Baikalsee
Wie hier auf dem Blog schon häufiger berichtet, haben sich in den letzten Jahren immer mehr archäologische Hinweise dafür angesammelt, dass der amerikanische Kontinent schon um 30.000 v. Ztr. das erste mal besiedelt worden ist, und dass die ersten Siedler - nach Ausweis ihrer gefundenen Schädel, Speerspitzen und ihres sonstigen Werkzeuges - sehr viel Ähnlichkeit gehabt haben mit der gleichzeitig in Westeuropa lebenden Eiszeit-Jäger-Kultur, aus der die berühmten spanischen und französischen Höhlenmalereien hervorgegangen sind. Es steht damit seit Jahren die Hypothese im Raum, dass diese sich auf dem Höhepunkt der letzten Eiszeit am Rande des Eisschildes, das zugleich Meeresufer war, von Europa nach Nordamerika ausgebreitet haben. Die erste Besiedlung Amerikas würde dann also unter sehr harschen Bedingungen stattgefunden haben.

Genetische Nähe der eiszeitlichen Baikal-Anwohner zu damaligen Europäern

Die neue Studie wertet das bis dato älteste sequenzierte Genom eines anatomisch modernen Menschen aus. Sie findet, dass 1. das über die mütterliche Linie vererbte mitochondriale Genom dieses sibirischen Eiszeitjägers sehr demjenigen gleichzeitiger (paläolithischer und mesolithischer) Eiszeitjäger, bzw. Jäger und Sammler in Europa ähnelt, und dass 2. das über die väterliche Linie vererbte Y-Chromosom in der Nähe der genetischen Wurzel der heutigen westlichen Euroasier angesiedelt ist und zugleich in der Nähe der meisten Abstammungslinien der präkolumbianischen Einwohner Amerikas. Und dass es keine genetische Ähnlichkeit zu ostasiatischen Bevölkerungen gibt, wie das heute bei der Bevölkerung in Sibirien der Fall ist.

Dazu möchte ich ergänzen, dass ja aus der Kunst dieser eiszeitlichen Baikalanwohner ja sogar menschliche Gesichtszüge bekannt sind. Sie kommen einem schon östlicher, "russischer" vor, als gleichzeitige Gesichtszüge in ähnlichen Figurinen im westlicheren Europa. Aber vielleicht war der Unterschied schon damals auch genetisch nicht größer als der heute zwischen Russen und sonstigen Europäern. Zurück zur Studie. - In der Zusammenfassung heißt es weiter:
This suggests that populations related to contemporary western Eurasians had a more north-easterly distribution 24,000 years ago than commonly thought. 
Dies legt also zu Deutsch nahe, dass Populationen, die genetisch heutigen Europäern nahe stehen, vor 24.000 Jahren eine größere nordöstliche Verbreitung hatten als bislang gedacht. - Nun, hier auf dem Blog waren wir davon eigentlich immer schon ausgegangen. Da ja auch noch die ganze Bronzezeit über Europäer bis zum Nord- und Westrand des chinesischen Reiches gesiedelt hatten (1. die Skythen und ihrer Vorgängervölker von Sibirien bis zum Schwarzen Meer, 2. die Tocharer in den Wüstenoasen an der Seidenstraße in der Taklamakan, 3. die Sogder in Samarkand usw. usf.). Diese sind ja erst seit der dortigen Ausbreitung des Buddhismus (von Indien her) und seit dem Frühmittelalter von östlicheren Völkern wie den Hunnen und anderen unterworfen worden. Durch die Vermischung mit solchen östlicheren Völkern wie den Hunnen gingen sie in den - inzwischen größtenteils islamisierten - Mischbevölkerungen auf, die heute entlang der Seidenstraße und des Kaukasus lange Jahrhunderte traditionell als Reitervölker gelebt haben (Uiguren, Kirgisen usw.).

20 Prozent der vorkolumbianischen Amerikaner könnten von der nordeuropäischen Baikalsee-Bevölkerung abstammen

Aber spannender Weise heißt es noch weiter:
Furthermore, we estimate that 14 to 38% of Native American ancestry may originate through gene flow from this ancient population. This is likely to have occurred after the divergence of Native American ancestors from east Asian ancestors, but before the diversification of Native American populations in the New World. Gene flow from the MA-1 lineage into Native American ancestors could explain why several crania from the First Americans have been reported as bearing morphological characteristics that do not resemble those of east Asians.
Und im letzten Satz der Zusammenfassung dann:
Our findings reveal that western Eurasian genetic signatures in modern-day Native Americans derive not only from post-Columbian admixture, as commonly thought, but also from a mixed ancestry of the First Americans.
Sprich, die ersten - wahrscheinlich nordeuropäischen - Besiedler Amerikas sind genetisch gar nicht völlig ausgestorben, wie bisher vermutet. Sondern auch noch die heutigen Indianervölker Amerikas tragen deren Gene in sich. Die ursprünglichste Bevölkerung in Amerika hat sich mit den mehr als zehntausend Jahre später (etwa 12.000 v. Ztr.) von Sibirien über die Beringstraße eingewanderten Jäger-Sammler-Völkern vermischt und auf diese Weise die vorkolumbianischen Indianerstämme Amerikas gebildet. Diese über die Beringstraße Einwandernden wiederum haben sich - das war ja schon zuvor bekannt - schon auf diesem Wege ausgebreitet, nachdem sie sich genetisch von den Vorfahren der heutigen Ostasiaten getrennt hatten. Die eigentlichen Ostasiaten evoluierten ja genetisch dann mehrheitlich mit der Entwicklung sesshafter, agrarischer, arbeitsteiliger Gesellschaften auch ganz anders weiter, als die Jäger-Sammler-Völker in Sibirien und in Amerika, die bis heute einen durchschnittlich nicht ganz so hohen IQ behielten, und zwar ein solcher, wie er womöglich überhaupt in der europäischen Eiszeit üblich gewesen sein wird.

Wichtig ist aber eben auch festzuhalten, dass während der Eiszeit in Asien und Sibirien auch noch andere Bevölkerungen lebten, als jene, die mit den damaligen europäischen genetisch verwandt waren. Denn von diesen anderen stammten ja dann die um 12.000 v. Ztr. sich über die Beringstraße ausbreitenden Völker ab.

Interessanterweise sprechen sich die Autoren aber dagegen aus, dass es eine Zuwanderung nach Amerika direkt von Westeuropa aus gegeben hat:
Such an easterly presence in Asia of a population related to contemporary western Eurasians provides a possibility that non-east Asian cranial characteristics of the First Americans derived from the Old World via migration through Beringia, rather than by a trans-Atlantic voyage from Iberia as proposed by the Solutrean hypothesis.
Da bin ich gespannt, ob sich diese Einschätzung halten wird. Da wären auch die Archäologen gefragt, die sagen müssten, ob die frühesten Besiedlungsspuren in Amerika besser zu europäischen kulturellen Überresten passen oder zu denen der Bewohner am Baikalsee.

Das bisherige schlichte Bild der Humangenetik gleicht sich immer mehr den komplexen historischen Vorgängen an

Abb. 2: Überblick über die größeren kontinentalen Völkerwanderungen in der Menschheitsgeschichte nach neuestem Stand (Quelle)
Dass mit dieser Studie die weltweite Bevölkerungsgeschichte und die kontinentalen Verschiebungen von Völkern einmal erneut größere Differenziertheit erhält und - sozusagen - komplizierter wird, wurde dann auch einer der Ausgangspunkte für einen größeren lesenswerten Überblicks-Artikel zum Forschungsstand, der im September in "Trends in Genetics" erschienen ist (2; s.a. Abb. 2). Seine Begeisterung über den derzeitigen rasanten Wissensfortschritt durch die ancient-DNA-Forschung drückt sich etwa so aus:
Ancient DNA results are so regularly surprising that almost any measurement is interesting: new historical discoveries have been made in virtually every ancient DNA study that has been carried out. The reason why ancient DNA studies are so informative is that the technology provides a tool to measure quantities that were previously unmeasurable. In this sense, the value of ancient DNA technology as a window into ancient migrations is analogous to the 17th century invention of the light microscope as a window into the world of microbes and cells.
Hier seien nur einmal einige erläuternde Kommentare zu einer der darin enthaltenen Grafiken (hier Abb. 2) gegeben: Entsprechend des oben erläuterten Aufsatzes wird in dieser Grafik ganz links zunächst die Besiedelung von Amerika von "Nordeurasien" aus festgehalten. Nun, wie gesagt, kann man das zeitlich wohl noch etwas früher veranschlagen. Dann folgt die wohl schon recht gut gesicherte Besiedlung Amerikas über die Beringstraße in zwei Ausbreitungswellen, und zwar einmal ab 12.000 v. Ztr., sowie die letzte (Najayo) später. Dass sich die ersten Ackerbau treibenden Bandkeramiker in Mitteleuropa nach ihrer Ethnogenese am Plattensee (5.500 v. Ztr.), in der sich einheimische Jäger-Sammler-Bevölkerungen mit aus dem Südosten zuwandernden sesshaften Bevölkerungen vermischt haben, aus einer kleinen Flaschenhalspopulation heraus ausgebreitet hat, ist schon häufiger hier auf dem Blog Thema gewesen.

Dann folgen die indoeuropäischen Zuwanderungen in die Oasenstädte der Taklamakan (Tocharer), nach Samarkand (Sogder), nach Indien und Persien (Perser), in dieser Grafik nur sehr grob auf 2.300 v. Ztr. datiert. Dann breiten sich um 1200 v. Ztr. Bevölkerungen vom Nahen Osten nach Ostafrika aus. Dann folgt um 500 v. Ztr. die austronesische Besiedlung der Inselwelt des Pazifik von Taiwan aus. Dass die Ausbreitung der Bantu-Völker in Afrika südlich der Sahara erst auf  das erste Jahrhundert unserer Zeitrechnung datiert wird, erweckt einen falschen Eindruck. Sie begann schon 1500 v. Ztr.. Nur die letzte Verbreitungswelle erfolgte in nachchristlichen Jahrhunderten.

Immerhin aber gibt die Grafik einen ersten Eindruck davon, dass die Geschichte der Menschen-Völker sich keineswegs so schlicht vollzogen hat wie das mit Scheuklappen in Richtung anderer Fächer versehene Humangenetiker noch bis vor kurzem hatten darstellen wollen. Das Bild wird differenzierter, auch aus Sicht der Humangenetik. Wenn sie aufzeigt, dass die Ureinwohner in Madagaskar zur Hälfte von den Austronesiern abstammt, was in keinem Geschichtsbuch verzeichnet wurde und wenn sie den Austausch von Bevölkerungen zwischen dem Nahen Osten und Ostafrika aufzeigt, was ebenfalls kaum erforscht ist bis heute, zeigt sie erneut, wie viele Potentiale in dieser Wissenschaftsrichtung noch stecken.

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  1. Maanasa Raghavan et. al.: Upper Palaeolithic Siberian genome reveals dual ancestry of Native Americans, Nature, 2014
  2. Joseph K. Pickrelle, David Reich: Toward a new history and geography of human genes informed by ancient DNA, Trends in Genetics 2014

Samstag, 23. August 2014

Die Schnurkeramiker brachten die Tierhaltung nach Finnland (3.500 v. Ztr.)

Da es in der deutschen Wissenschafts-Berichterstattung mehrfach falsch oder höchst un- und missverständlich dargestellt wird (Spektr. d. Wiss., Bild d. Wiss.), hier noch mal der Hinweis: Laut einer neuen Studie (1) gab es lange Jahrtausende in Südfinnland, im Baltikum und bis zum Don die sesshafte Kultur der Grübchenkeramik (engl. "Comb Ware culture"), die - wie die Ertebolle-Kultur anderwärts im Ostseeraum - vor allem vom Fischfang, von der Jagd und vom Sammeln lebte und die noch keine Tierhaltung und keinen Ackerbau kannte.

Ländliche Gegend in Finnland
Die sonst im Ostseeraum verbreitete Trichterbecherkultur, die die Ertebolle-Kultur ablöste, z. T. auch die Grübchenkeramik, kam nie nach Finnland. 

In Finnland wurde die Rinderhaltung und - wahrscheinlich - auch Ackerbau erst eingeführt dadurch, dass die sich weit über Ost- und Mitteleuropa bis nach Skandinavien verbreitenden Schnurkeramiker um 2.500 v. Ztr. auch nach Finnland kamen. In ihrer Keramik verkochten sie Fett, das aus Tierproduktion stammte (Milch und Fleisch), und das die Wissenschaftler nachweisen konnten.

Mit dem Ackerbau der Bandkeramik jedoch, wie das in einigen Berichten anklingt, hatte Finnland nie etwas zu tun. Und auch die Grübchenkeramik, die sich bis zum Don erstreckte, hatte mit domestizierter Tierhaltung offenbar nichts zu tun.

Heute gehören die Finnen zu den Völkern mit dem höchsten Prozentsatz an erblichen Rohmilch-Verdauern im Erwachsenenalter. Das neue Forschungsergebnis bekräftigt einmal erneut, dass sich die Gene für diese Eigenschaft durch die Schnurkeramiker in Europa ausgebreitet haben und durch diese auch nach Finnland kamen und sich dort hielten, obwohl und weil nach dem Untergang der schnurkeramischen Kultur in Finnland eine Mischkultur mit Elementen der Grübchenkeramik und mit Elementen der Tierhaltung weiter existierte (s.a. 2).
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  1. Lucy J. E. Cramp: Neolithic dairy farming at the extreme of agriculture in northern Europe ...
  2. Khan, Razib: On the limes of the modes of production. .....

Donnerstag, 23. Januar 2014

Wie kam die Erwachsenen-Rohmilch-Verdauung nach Spanien und Frankreich?

Jan Osterkamp berichtet gerade auf Spektrum der Wissenschaft aufgrund einer neuen schwedischen Studie (1) über DNA aus ausgegrabenen Skeletten des Neolithikums in Spanien, 
dass die häufigste zur Laktosetoleranz führende Mutation in Europa, LCT-13910*T, im Neolithikum auch auf der damals wie heute sonnigen Iberischen Halbinsel verbreitet war: In acht von acht untersuchten menschlichen Skeletten von dort einst lebenden Jungsteinzeitmenschen fand sich die Laktase-Persistenz-Mutation. Nachträgliche Analysen von schon früher erhobenen Genanalysen zeigen überdies, dass auch im Gebiet des heutigen Frankreichs zumindest einige Erwachsene schon in der Steinzeit Milchzucker vertrugen. Modelliert man die Verbreitung der Mutation, so zeigt sich, dass diese sich wohl schnell im Süden wie Norden verbreitet haben muss.
Auch in von der Sonne verwöhnten Regionen muss die Mutation also einen so entscheidenden Vorteil gehabt haben, dass sie sich im Genpool der Europäer in einem natürlichen Selektionsprozess nach und nach durchgesetzt hat.
Die Originalstudie (1) müssen wir uns unbedingt noch ansehen. Ob nicht auch die genetische Mutation, die Erwachsenen-Rohmilchverdauung ermöglicht, ein ähnlich "einmaliges" Ereignis war, wie jene Mutation, die die blaue Augenfarbe weltweit hervorruft und zu ähnlicher Zeit stattgefunden hat? Dann würde man sagen können, daß die hier in Spanien gefundenen Mutationen auch schlicht auf Zuwanderung und Demographie aus dem Norden beruhen könnten (Ausbreitung der Trichterbecherkultur oder womöglich auch der Michelsberger Kultur oder ähnlicher mittel- und nordeuropäischer Kulturen der mittleren Jungsteinzeit).

Weiteres dazu nach Studium der im Netz leider nicht frei zugänglichen Originalstudie (1).
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