Anthropologie:Bislang älteste Gene von Vormenschen identifiziert

Anthropologie: Der Paranthropus ist gemeinhin auch als "Nussknackermensch" bekannt, weil er so kräftig zubeißen konnte.

Der Paranthropus ist gemeinhin auch als "Nussknackermensch" bekannt, weil er so kräftig zubeißen konnte.

(Foto: IMAGO/Mimmo Frassineti/IMAGO/UIG)

Aus zwei Millionen Jahre altem Zahnschmelz haben Forscher Eiweiß-Bruchstücke extrahiert, die Rückschlüsse auf das Erbgut erlauben - und auf eine erstaunliche Vielfalt hindeuten.

Von Jakob Wetzel

Der Stammbaum des Menschen hat beträchtliche Lücken. In den vergangenen Jahrmillionen bevölkerten verschiedenste Gattungen von Ur- und Vormenschen die Erde. Den Anfang machte vermutlich der Sahelanthropus vor knapp sieben Millionen Jahren: Er war mutmaßlich als erster Vormensch auf zwei Beinen unterwegs. Wie es weiterging, ist umstritten; vor rund zwei Millionen Jahren aber war es wohl besonders unübersichtlich, damals existierten mehrere Gattungen von Vor- und Frühmenschen nebeneinander: Australopithecus, Paranthropus und einzelne Arten Homo. Doch wer war mit wem auf welche Weise verwandt?

Wer heute an seiner Verwandtschaft mit jemandem zweifelt, greift notfalls zur DNA-Analyse. Doch bei den frühesten mutmaßlichen Vorfahren der Menschheit versagt diese Art der genetischen Genealogie, es fehlt die DNA. Denn Erbgut zerfällt mit der Zeit. Anthropologen sind stattdessen darauf angewiesen, die Form von Fossilien miteinander zu vergleichen, die meist nur fragmentarisch erhalten sind.

Ist das Geschlecht klar, könnte das dabei helfen, Fossilien richtig zuzuordnen

In den vergangenen Jahren wurden zwar hin und wieder neue Bestmarken in der Analyse uralter DNA verkündet, jüngst etwa wurde eine Million Jahre altes Mammut-Erbgut aus Sibirien entziffert. Doch das älteste menschliche Erbmaterial, das Forscher bislang entschlüsseln konnten, ist lediglich rund 430 000 Jahre alt. Damit reicht es immerhin zu Neandertalern, Denisovanern und Homo sapiens zurück, aber nicht annähernd in die Zeit von Australopithecus.

Erschwerend kommt hinzu: Die damaligen Vormenschen lebten in Afrika, und bei Wärme und Feuchtigkeit zersetzt sich DNA vergleichsweise schnell. Die älteste menschliche DNA, die Wissenschaftler aus Fossilien aus Afrika gewinnen konnten, ist nur etwa 18 000 Jahre alt.

Vor diesem Hintergrund ist die Euphorie begreiflich, die Forscherinnen und Forscher um Palesa Madupe und Enrico Cappellini von der Universität Kopenhagen nun versprühen. Statt nach alter DNA suchten sie nach alten Proteinen, die mitunter haltbarer sind als das Erbmolekül. In einer bislang noch nicht von Fachkollegen begutachteten Studie auf dem Preprint-Server Biorxiv berichten sie, es sei ihnen gelungen, Proteinmaterial aus rund zwei Millionen Jahre altem Zahnschmelz von Homininen zu gewinnen und daraus Rückschlüsse auf die Erbinformationen anzustellen. Die Forscher schreiben, ihnen sei ein potenziell umwälzender Durchbruch für die Paläoanthropologie geglückt. Tatsächlich hätten sie damit zumindest die bislang am weitesten zurückreichenden Informationen über das Erbgut von Vormenschen gesammelt.

Das Team nahm Proben von vier Zähnen, die in Sedimenten vor der Swartkrans-Höhle nordwestlich von Johannesburg in Südafrika gefunden wurden. Sie werden vier Individuen der Menschenart Paranthropus robustus zugeordnet. Mit Hilfe eines Massenspektrometers suchten die Wissenschaftler im Zahnschmelz nach Aminosäuren, also Bestandteilen von Proteinen, und konnten Hunderte von diesen in Proteinbruchstücken identifizieren. Dabei fanden sie zum einen Hinweise darauf, dass es unter den Vertretern der Gattung Paranthropus eine große genetische Vielfalt gab; womöglich gehörte eines der Individuen auch einer weiteren genetischen Gruppe an als die anderen.

Zum anderen konnten sie das biologische Geschlecht der einstigen Zahnbesitzer identifizieren. Denn in zwei Zähnen fanden sie ein Protein, das nur in Männerzähnen vorkommt: Das zugehörige Amelogenin-Y-Gen ist ausschließlich auf dem männlichen Geschlechtschromosom zu finden. Zwei der vier Zähne (darunter einer, der wegen seiner vergleichsweise geringen Größe bislang als Frauenzahn galt) gehörten demzufolge männlichen Individuen. In den übrigen Zähnen war von jenem Protein nichts zu finden; sie gehörten demnach mit großer Wahrscheinlichkeit zu weiblichen Individuen.

Die genauen Verwandtschaftsverhältnisse zwischen den verschiedenen Gattungen und Arten von Frühmenschen sind damit zwar weiterhin unklar, und nachdem sich über Proteine nicht das gesamte Erbgut erschließt, ist auch fraglich, wie weit sich die Lücken im Stammbaum des Menschen auf diesem Weg einmal werden schließen lassen. Das Team um Cappellini regt bereits an, die Forschung auf weitere Vormenschenarten auszuweiten. Doch bereits eine klare Geschlechtsbestimmung allein wäre schon hilfreich. Denn tauchen Knochen oder Zähne von sehr unterschiedlicher Größe auf, stellt sich stets die Frage: Stammen sie von verschiedenen Arten - oder von Angehörigen des jeweils anderen Geschlechts? Bei der Vormenschenart Australopithecus afarensis etwa wurden männliche Exemplare im Durchschnitt wohl mehr als 30 Zentimeter größer als ihre weiblichen Artgenossen. Bei heutigen Menschen ist der Unterschied nur etwa ein Drittel so ausgeprägt. Ist das Geschlecht klar, könnte das in Zweifelsfällen dabei helfen, Fossilien richtig zuzuordnen.

Zur SZ-Startseite

SZ PlusGeschichte der Parther
:Der unbekannte Vielvölkerstaat, der sich den Römern widersetzte

Bisher waren die Parther vor allem als mysteriöse Feinde der Römer bekannt. Doch neue Funde lassen das Großreich in neuem Licht erscheinen: als multikulturell, technisch fortschrittlich und politisch stabil.

Lesen Sie mehr zum Thema

Jetzt entdecken

Gutscheine: