Sonntag, 31. August 2008

Wurde "der Mensch" in Afrika in getrennten Populationen zum Menschen?


Achtung! Siehe Aktualisierung dieses Blogartikels - vom 2.7.2013 - ganz am Ende desselben.

ResearchBlogging.org
Die hier vor kurzem behandelte neueste genetische Studie zur Entstehung des anatomisch modernen Menschen und seiner weltweiten Populationen schon in Afrika selbst vor 200.000 Jahren (1) habe ich mir noch einmal genauer angeschaut und will hier ausführlicher aus ihr zitieren.

Abb.: "Out of Africa" (Quelle: Wikip.)


Eine neue Studie jenseits von mitochondrialer und Y-chromosomaler "molekularer Uhr"

In der Einleitung heißt es ganz allgemein über die bisherigen Untersuchungen menschlicher Haplotypen nach dem Prinzip der "molekularen Uhr":
The haplotypes found on different continents tend to represent only a subset of African variants. These observations suggest a long lasting subdivision of the African population prior to the out-of-Africa expansion (Harding and McVean 2004). Such population structure could have arisen 200 Kya or even earlier (Falush et al. 2003; Harris and Hey 1999; Labuda et al. 2000) and thus be older than the first modern human fossils.
Es wird nun aber weiter der sehr bedeutsame Umstand ausgeführt, daß die zeitliche Auflösung bei Untersuchungen von mitochondrialen und Y-chromosomalen Haplotypen zu gering wäre, um Aussagen zu menschlichen Populationsstrukturen machen zu können, die älter sind als 200.000 Jahren vor heute in Afrika. Auf dem X-Chromosom liegende Gensequenzen werden hierfür nun aber als besonders geeignet angesehen, weil sie den Zeitrahmen, der bisher durch nur väterlich oder nur mütterlich vererbte Haplotypen untersucht werden konnte, um das Dreifache vergrößern würden. Die Forscher schreiben:
DXS1238 is an unusually informative complex microsatellite located in the middle of a very large dystrophin gene on Xp21. Because of its location in a highly recombining region, far from other genes, we can assume that its presumably neutral evolution (Nachman and Crowell 2000) was not affected by selection acting on neighboring loci.
Es ist überraschend, daß hier also offenbar eine ganz neue Herangehensweise an die Stammbaum-Forschung nach dem Prinzip der "molekularen Uhr" eingeschlagen wird. Es handelt sich also überraschenderweise offenbar nicht nur um eine beliebige neue Studie zum out-of-Africa-Modell, sondern sie geht die damit verbundenen Fragen auf neuen, bisher nicht eingeschlgenen Wegen an. Also wirklich ein Grund, sie sich genauer anzuschauen. Weiter heißt es:
Here we present an exhaustive analysis of DXS1238 variants sequenced in 600 X-chromosomes from around the world. Among Sub-Saharan Africans we find DXS1238 lineages that are older than MRCA (= most recent common ancestor) of mtDNA and earliest human fossils. These lineages are relatively common, but were not included in the out-of-Africa expansion, indicating substantial genetic subdivision of the ancestral human population(s) within Africa. This either suggests an early emergence of our species, before 200 Kya, or substantial flow of genes associated with the transformation to modern humans between isolated African populations prior to range expansion. The data also indicate an associated out-of-Africa bottleneck followed by founder effects related to colonization of different continents.
Lange Zeiträume innerafrikanischer, isolierter Evolution von Haplotypen, bevor der Mensch - z.T. dann mit diesen - Afrika verließ

Aus dem Diskussions-Teil:
The non-African lineages also included new haplogroup variants that must have arisen relatively early, given their wide geographic distribution. This suggests conditions favoring genetic variation, implying a relatively long time period, large population size or both, prior to the geographic dispersal over all continents. (...) The contemporary African diversity thus appears to be a mosaic, representing contributions from distinct lineages that have had a chance to evolve independently for substantial periods of time. The age estimates of these lineages suggest that ‘‘structured’’ history of the ancestral human population in Africa extends deep into the evolutionary past, well before the colonisation of other continents. In other words, our data provide evidence of a structured African population subdivided into subpopulations carrying distinct lineages and evolving in isolation prior to the successful colonization of other continents by a subpopulation(s). (...) Some ancient lineages that are rare or non-existent in the present day-Africa also appear in non-African populations (e.g. Zietkiewicz et al. 2003). This provides additional support for the notion that H. sapiens emerged from a number of genetically distinct subpopulations oscillating between South Africa and Levant over long periods of time before moving to Eurasia. (...)
Die Frage, die sich mir nun stellt, wäre: Blieben diese isolierten Populationen auch nach der Auswanderung aus Afrika isoliert in der Weise, daß die einen ("Negroide"?, "Australide") nach den Andamanen-Inseln usw./Australien, die anderen (Asiaten) nach Asien und die dritten (Europäer) nach Europa wanderten? Daß es also grundsätzlich alle diese drei oder mehr Populationen schon getrennt in Afrika selbst gegeben hat? Oder war es im wesentlichen eine in Afrika isolierter lebende Population, von der sich alle außerafrikanischen Populationen gleichmäßig und gleichermaßen ableiten? Wenn ich es recht sehe, läßt sich aufgrund der derzeitigen Forschungsergebnisse darauf noch keine klare Antwort geben. Es könnte tatsächlich sein, daß alle außerafrikanischen Populationen von mehr oder weniger einer einzigen ursprünglich "nordafrikanischen" Population abstammen. Oder interpretiere ich damit diese Studie falsch? Vielleicht ist die Frage auch gar nicht so wichtig, da die lokale Humanevolution in den Kontinenten selbst erst zu den entscheidenen heute bekannten Charakteristika der Menschenrassen führten? Aber lesen wir hier weiter:
The earliest fossils displaying modern characteristics, found in Herto and Omo Kibbish in Ethiopia, Klassies River Mouth in South Africa or in Skhul and Qafzeh in Israel, indicate that humans inhabited widely disparate regions within Africa and the Middle East as early as *195 Ky to less than *100 Ky ago. The periods of arid climate preceded and followed the warming of interglacial maximum *120 Ky ago that could have favoured fragmentation of the population, promoting their independent evolution and distinct adaptations within smaller groups (Harding and McVean 2004). The characteristics of the human fossils from Herto from 160 Kya led to the proposition of classifying them into a distinct subspecies (White et al. 2003). In other words, these data suggest the existence of distinct human populations within Africa itself. (...)
Konvergente menschliche Gehirnevolution vor 200.000 Jahren in isolierten innerafrikanischen Populationen?

In dem letzten Absatz des Artikels wird die These desselben noch einmal sehr differenziert formuliert, wobei es richtig sein wird, genau zu lesen:
The existence of population genetic structure that we provide evidence for is thus consistent with documented anatomical variation of early fossils of modern humans. However, if the cognitive transition to modern humans occurred more recently than the origin of population structure, it necessarily follows that genes associated with this transformation spread via gene flow between populations. It had to occur however before or at least at the same time as the out-of-Africa and within Africa expansion. However, if such a transition occurred earlier (Mellars 2006), our data suggest that the genetic exchange between different populations was restricted for a considerable time, pointing to a possibility that in spite of subsequent anatomical variation, H. sapiens as a species could have already emerged in Africa between 300 and 200 thousand years ago, before the mitochondrial DNA and well before the Y-chromosome most recent common ancestors.
Übersetzt:
Wenn die Gehirn-Evolution, die zu den modernen Menschen führte, später stattgefunden hat als der Ursprung der (in der Studie festgestellten) Populations-Struktur, dann folgt notwendigerweise daraus, daß Gene, die mit dieser Gehirn-Evolution verbunden sind, sich über Gen-Fluß zwischen den Populationen verteilt haben.
- Zwischenfrage: Warum "notwendigerweise"? Vielleicht weil man der Meinung ist, daß heute kein anatomisch moderner Mensch mehr auf dem kognitiven Niveau eines Neandertalers steht. Dem wird man dann sicherlich zustimmen müssen. Dennoch scheinen die Forscher die Möglichkeit konvergenter Evolution bei der Gehirnevolution des Menschen mit diesem Begriff "notwendigerweise" gar nicht in Rechnung zu stellen. - Doch weiter:
Wenn jedoch eine solche Gehirn-Evolution viel früher stattgefunden hat, dann würden unsere Daten nahelegen, daß der genetische Austausch zwischen unterschiedlichen Populationen für eine beträchtliche Zeit beschränkt war, was auf die Möglichkeit hinweisen würde, daß H. sapiens trotz späterer anatomischer Vielfalt als eine Art in Afrika schon vor 300.000 oder 200.000 Jahren entstanden sein könnte vor der mitochondrialen DNA und vor dem Y-Chromosom des jüngsten gemeinsamen Vorfahren aller Menschen.
Man hat das Gefühl, daß hier sehr spannende Wege in der Forschung eingeschlagen wurden, die noch manches aufsehenerregende Ergebnis bringen könnten. Es scheint als könne ein immer differenzierteres und detaillierteres Bild menschlicher Humanevolution in Afrika vor 200.000 Jahren gezeichnet werden. Man darf gespannt sein, was sich auf diesem Gebiet in der Forschung weiterhin tun wird und ob die durch diesen Artikel aufgeworfenen Fragen im weiteren definitiver werden gelöst werden können.

Ergänzung/Aktualisierung 2.7.2013

Aus mir nicht ganz nachvollziehbaren Gründen hält sich dieser Artikel schon über lange Zeiträume hinweg als einer der "beliebtesten" dieses Blogs. Warum auch immer. Wie sich die Forschungen zum Thema dieses Blogartikels im einzelnen in den letzten Jahren weiterentwickelt haben, habe ich nicht mehr so genau verfolgt.

Allerdings gibt mir heute ein neuer PNAS-Artikel zur frühesten Besiedlung der Küsten rund um den Indischen Ozean einiges zu denken auch zur Thematik dieses alten Blogartikels. Nämlich: Wie soll man sich das eigentlich konkret vorstellen, daß Jäger-Sammler-Gruppen, die über lange Jahrhunderte hinweg in einer bestimmten Region in Afrika evoluiert sind - also sagen wir mal konkreter und wahrscheinlicher: irgendwo in Nordafrika - nun mit einem mal quasi vollständig nach einem anderen Kontinent abgewandert sein sollen? Und zwar ohne in Afrika selbst Nachkommen zu hinterlassen? Sind derartige Formen von "Völkerwanderungen" für Jäger-Sammler-Gesellschaften eigentlich überhaupt plausibel? Ich denke, eher nicht. Denn die einzelnen Menschen und Kleinfamilien leben doch viel zu weit verteilt, um als gemeinsame größere Gruppe zu agieren oder jemals agiert zu haben. Wenn also kleinere (Familien-)Gruppen abgewandert sind, haben sie nächste Verwandte immer in der Region selbst zurück gelassen. So wie das auch bekannt ist von der frühen Besiedelung des amerikanischen Kontinents von Gruppen in der Region des Baikal-Sees aus.

Deshalb kann ich mir eigentlich nur vorstellen, daß sich die genetischen Veränderungen erst ergeben haben während der Abwanderung und danach. Nicht schon in Afrika selbst.

(ursprünglich veröffentlicht 2.12.2007, ergänzt 2.7.2013)
___________________________

  1. Vania Yotova, Jean-François Lefebvre, Oleksiy Kohany, Jerzy Jurka, Roman Michalski, David Modiano, Gerd Utermann, Scott M. Williams, Damian Labuda (2007). Tracing genetic history of modern humans using X-chromosome lineages Human Genetics, 122 (5), 431-443 DOI: 10.1007/s00439-007-0413-4

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