Wie „erklimmen“ moderne Menschen das Qinghai-Tibet-Plateau? Ein Geschenk der Denisova-Menschen

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Niu Changtai (PhD, Nanjing Institute of Geology and Paleontology, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Hersteller: China Science Expo

Anmerkung des Herausgebers: Um die neuesten Geheimnisse der Biowissenschaften zu entschlüsseln, hat das Spitzentechnologieprojekt von China Science Popularization eine Artikelserie mit dem Titel „Neues Wissen über das Leben“ veröffentlicht, die Lebensphänomene interpretiert und die Geheimnisse der Biologie aus einer einzigartigen Perspektive enthüllt. Tauchen wir ein in die Welt des Lebens und erkunden wir die unendlichen Möglichkeiten.

„Wenn ich weiter geblickt habe als andere, dann deshalb, weil ich auf den Schultern von Riesen stand.“ - Isaac Newton

Von der weiten arktischen Tundra bis zur schneebedeckten Eiskappe der Antarktis, von der dünnen Luft des Qinghai-Tibet-Plateaus bis zum 11.000 Meter tiefen Marianengraben, von der Wüste Gobi mit ihrem fliegenden Sand und Gestein bis zum feuchtheißen tropischen Regenwald – der moderne Mensch hat fast jeden Winkel des Planeten erreicht, ja sogar erobert und sich hier niedergelassen.

Wir können nicht anders, als uns zu fragen, was uns modernen Menschen so anpassungsfähig macht, dass wir uns von vielen anderen menschlichen Spezies abheben und zur zahlreichsten, am weitesten verbreiteten und einzigen menschlichen Spezies auf der Erde werden.

Liegt es daran, dass wir eine Sprache haben? Kultur haben? Oder liegt es daran, dass wir „stark und gesund“ sind und uns tatsächlich an so viele Umgebungen anpassen können?

Wie der erste Satz des einleitenden Artikels besagt, lässt sich nicht leugnen, dass der Grund, warum wir modernen Menschen uns an eine so riesige Umwelt anpassen und eine so vielfältige Landschaft sehen können, zu einem gewissen Grad darin liegt, dass wir auf den Schultern unserer ausgestorbenen Verwandten, der Neandertaler und Denisova-Menschen, stehen. Neandertaler und Denisova-Menschen sind die beiden Urmenschen, die in der Erdgeschichte am nächsten mit uns modernen Menschen verwandt sind. Ihre gemeinsamen Vorfahren trennten sich vor etwa 800.000 bis 500.000 Jahren von den Vorfahren des modernen Menschen, und auch die Lebenswege der beiden trennten sich kurz darauf.

Aktuelle Forschungen zur alten DNA zeigen, dass unsere Vorfahren, nachdem sie vor 60.000 bis 50.000 Jahren Afrika verließen, in Eurasien auf Neandertaler und Denisova-Menschen trafen und es zu einem genetischen Austausch kam.

Schädel des modernen Menschen (links) und des Neandertalers (rechts)

(Bildquelle: Wiki)

Heute haben alle modernen Menschen außerhalb des afrikanischen Kontinents etwa 2 % Neandertaler-Vorfahren, und die Afrikaner nördlich der Sahara haben maximal 1 % Neandertaler-Vorfahren. Die heutige asiatische Bevölkerung und die amerikanischen Ureinwohner haben etwa 0,2 % Denisova-Vorfahren, die Negritos auf den Philippinen haben 5–6 % Denisova-Vorfahren und die Aborigines Melanesiens und Australiens haben etwa 4 % Denisova-Vorfahren.

In gewissem Sinne sind Neandertaler und Denisova-Menschen nicht ausgestorben; sie existieren immer noch in unseren Genomen.

Denisova 3 Fossil Replik

(Bildquelle: Wiki)

Werden die Neandertaler- und Denisova-Gene in unserem Körper also irgendeinen Einfluss auf unseren Körper haben? Die Antwort ist ja.

Die Erforschung der alten Genome dieser beiden Urmenschen ergab, dass die Genfragmente, die sie an den modernen Menschen vererbten, bedeutende Auswirkungen auf die Immunität, den Stoffwechsel, die Fruchtbarkeit und andere Aspekte des modernen Menschen haben, sowohl positive als auch negative. Ein sehr typischer Fall unter den vielen positiven Einflüssen ist der genetische Beitrag der Denisova-Menschen zur Anpassung des modernen Menschen, der heute auf dem Qinghai-Tibet-Plateau lebt, an ein sauerstoffarmes Leben in großen Höhen.

Heute haben die auf dem Qinghai-Tibet-Plateau lebenden Tibeter und die in den südlichen Ausläufern des Himalaya lebenden Nepalesen eine Mutation ihrer EPAS1-Gene. Der normale Typ dieses Gens trägt dazu bei, dass Menschen mehr Hämoglobin produzieren, wenn der Sauerstoffgehalt im Körper sinkt (beispielsweise während körperlicher Betätigung). Wenn jedoch zu viel Hämoglobin im Blut vorhanden ist, erhöht sich die Blutviskosität und die Blutflussrate verringert sich. Wenn in der Umgebung ausreichend Sauerstoff vorhanden ist, gibt es keine großen Probleme. Tatsächlich kann die Erhöhung des Hämoglobinspiegels dazu beitragen, die motorischen Funktionen des Körpers zu verbessern. Wenn jedoch die Sauerstoffkonzentration in der Umgebung niedrig ist, führt das zähflüssige Blut zu einer Verlangsamung des Blutflusses, was den Sauerstoffmangel verschlimmert und zur Höhenkrankheit führt. Darüber hinaus führt es zu Gefäßerkrankungen wie Bluthochdruck und Herzkrankheiten und verringert das Gewicht und die Überlebensrate von Neugeborenen. Die Mutation des EPAS1-Gens bei Tibetern und Nepalesen verhindert, dass sie in sauerstoffarmen Umgebungen übermäßig viel Hämoglobin produzieren. Dies trägt dazu bei, die Viskosität ihres Blutes zu verringern, eine höhere Blutflussrate aufrechtzuerhalten und so die Fähigkeit des Blutes zum Sauerstofftransport zu verbessern.

Interessanterweise ist diese Mutation bei modernen Menschen in anderen Teilen der Welt selten zu beobachten, mit Ausnahme der modernen Menschen auf dem Qinghai-Tibet-Plateau. Nur etwa 9 % der Han-Bevölkerung tragen eine ähnliche genetische Mutation. Nur ein Zufall?

Eine 2014 in „Nature“ veröffentlichte Studie ergab, dass die EPAS1-Genmutation der Tibeter sehr gut mit der EPAS1-Genmutation der Denisova-Menschen übereinstimmt, die vor 80.000 bis 50.000 Jahren in der Altai-Region lebten. Dies deutet darauf hin, dass die EPAS1-Genmutation der Tibeter wahrscheinlich von den Denisova-Menschen geerbt wurde. Da auch eine kleine Zahl von Han-Chinesen ähnliche Mutationen aufweist, ist es sehr wahrscheinlich, dass die Vorfahren der ostasiatischen Völker, darunter Tibeter und Han-Chinesen, einen genetischen Austausch mit den Denisova-Menschen hatten und die Mutation des EPAS1-Gens von den Denisova-Menschen erbten. Nachdem die Vorfahren der Tibeter auf dem Qinghai-Tibet-Plateau angekommen waren, verbreitete sich die Denisova-artige EPAS1-Genmutation aufgrund der natürlichen Selektion niedriger Sauerstoffkonzentrationen schnell unter den Tibetern und half ihnen erfolgreich, sich an die Umgebung des Plateaus anzupassen.

Wann und wo fand also der genetische Austausch zwischen Ostasiaten und Denisova-Menschen statt? Konnten die Denisova-Menschen tatsächlich auf dem Qinghai-Tibet-Plateau leben? Chinesische Paläoanthropologen und Archäologen fanden die Antwort in der Baishiya-Höhle auf dem Qinghai-Tibet-Plateau.

Quellen:

1.Huerta-Sánchez E, Jin X, Asan et al. Höhenanpassung bei Tibetern durch Introgression denisova-ähnlicher DNA[J]. Nature, 2014, 512(7513): 194-197.

2. Zhang

3.Peyrégne S, Slon V, Kelso J. Mehr als ein Jahrzehnt genetische Forschung an den Denisova-Menschen[J]. Nature Reviews Genetics, 2024, 25(2): 83-103.

4. Ma Yanran, Xiang Fenggang. Entdeckung der Genome von Neandertalern und Denisova-Menschen und ihre Auswirkungen auf den modernen Menschen[J]. Chinesisches Wissenschaftsbulletin, 2022, 67(36): 4337-4343.

5. Xia Huan, Zhang Dongju, Chen Fahu. Denisova-Menschen und ihre Forschungsfortschritte[J]. Chinese Science Bulletin, 2020, 65(25): 2763-2774.