Beim Melonenessen hat er bei seinem eigenen Forschungsprojekt einen Fehler gemacht! Ich habe schnell eine Gegenargumentation geschrieben …

Als ich vor einiger Zeit im Internet surfte, stieß ich zufällig auf einen Beitrag, in dem es hieß, dass „Wissenschaftler genetische Tests an den alten Menschen von Sanxingdui durchgeführt haben“ und so weiter. Als ich den Titel sah, dachte ich, er hätte etwas mit dem Projekt zu tun, an dem ich gerade arbeitete, also klickte ich darauf, um einen Blick darauf zu werfen. Raten Sie mal – es ging um mein Projekt, und das war falsch.

Der Titel des Artikels zu dieser Studie lautet „Alte Genome enthüllen Hirseanbau-bezogene Verbreitung der Zivilisation vom Gelben Fluss bis in den Südwesten Chinas“ (der offizielle Titel weicht leicht vom Titel des Vorabdrucks ab). Bei den von uns untersuchten Proben handelte es sich jedoch nicht um die „Sanxingdui“, sondern um die Ruinen der antiken Stadt Gaoshan aus der Jungsteinzeit in Sichuan und die Ruinen von Haimenkou aus der Bronzezeit in Yunnan.

Um diese Angelegenheit zu verstehen, müssen wir zunächst damit beginnen, was Sanxingdui ist. Der Standort Sanxingdui kann eigentlich in vier Phasen unterteilt werden. Darunter ist das Sanxingdui, das jeder kennt, mit seiner Bronzemaske, dem grinsenden, geheimnisvollen Mann, dem stehenden Mann aus Bronze und dem heiligen Baum aus Bronze, genauer gesagt, es gehört zur zweiten und dritten Phase des Sanxingdui. Die in unseren Forschungsproben beschriebenen antiken Stadtruinen in den Sichuan-Bergen gehören jedoch zur Baodun-Kultur, die älter ist als Sanxingdui.

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Um es einfach zusammenzufassen: Bei den sogenannten „Gentests der antiken Menschen von Sanxingdui“ handelt es sich eigentlich um die DNA-Daten, die wir über die antiken Überreste der antiken Hochgebirgsstadt der Baodun-Kultur veröffentlicht haben. Obwohl einige Archäologen derzeit davon ausgehen, dass die Baodun-Kultur der Vorgänger der Sanxingdui-Bronzekultur sein könnte, liegen zwischen diesen Überresten und den Kunstwerken, die den Menschen Sorgen bereiten, noch immer mehr als tausend Jahre, und sie sind nicht die Schöpfer dieser mysteriösen Bronzeartefakte.

Wenn Sie dies sehen, möchten Sie möglicherweise die Sprungtaste drücken und diesen Artikel schließen. Gehen Sie nicht in Eile. Der Wert dieser Daten kann viel wichtiger sein, als Sie denken. Die alte Bergstadt in der Sichuan-Ebene gilt als die erste Stadt in der Geschichte Chengdus und beherbergt die ältesten menschlichen Knochen der Chengdu-Ebene. Während die Stätte Haimenkou auf dem Yunnan-Guizhou-Plateau die größte Siedlung im „Stelzenstil“ Chinas freilegte und zugleich eine der Geburtsstätten der Bronzekultur Yunnans ist. Diese beiden archäologischen Stätten sind äußerst wichtig für das Verständnis der Ursprünge der prähistorischen Bevölkerung im Südwesten.

Aber sind Hirse und Sorghum nicht einfach Hirse? Hirse ist die nicht klebrige Hirse und Sorghum ist die klebrige Hirse. Warum wird Hirse für die Erforschung der Urmenschen im Südwesten noch immer benötigt?

Ursprünglich lebten unsere Vorfahren nach der Methode „Jagen und Sammeln“ und verließen sich hauptsächlich auf „die Gaben der Natur“. Später erlangten unsere Vorfahren die Fähigkeit, Getreide anzubauen und Tiere zu züchten. Der Mensch trat in die Agrargesellschaft ein.

In der landwirtschaftlichen Produktion werden im Norden meines Landes vor allem Hirse und Sorghum angebaut, während im Süden vor allem Reis angebaut wird. In der antiken Stadt Gaoshan und Haimenkou wurden Hirse und Reis ausgegraben. Logischerweise müssten die genetischen Komponenten sowohl der Hirse anbauenden Nordländer als auch der Reis anbauenden Südländer in den alten Völkern zu finden sein.

Informationen über die antike Stadt Gaoshan und die Ruinen von Haimenkou. Bildquelle: vom Autor bereitgestellt

Wir stellten jedoch fest, dass die antiken Menschen an diesen beiden Standorten zu etwa 90 % (92,1 % ± 3 % in Gaoshancheng und 88,7 % ± 3 % in Haimenkou) genetische Komponenten von Hirsebauern im Becken des Gelben Flusses aufwiesen (hiermit sind die antiken Menschen gemeint, die in der Jungsteinzeit Landwirtschaft betrieben, siehe unten). Es wurden jedoch keine genetischen Komponenten von Reisbauern in Südchina und Südostasien gefunden. Die restlichen etwa 10 % gehören zu den genetischen Komponenten, die mit dem alten Volk der laotischen Friedenskultur (Hòa-Bình-Kultur) in Verbindung stehen – dabei könnte es sich um die primitive Jäger- und Sammlerbevölkerung handeln, die zu dieser Zeit im Südwesten Chinas und auf dem angrenzenden südostasiatischen Kontinent weit verbreitet war.

Dieses genetische Muster blieb über tausend Jahre lang von der antiken Stadt in den Bergen bis nach Haimenkou erhalten. Ein hoher Anteil genetischer Komponenten, die mit der antiken Stadt Gaoshan und Haimenkou in Verbindung stehen, wurde auch bei heutigen tibeto-birmanischen Völkern wie den Qiang in Sichuan und den Bai in Yunnan gefunden. Es gab jedoch auch einige genetische Komponenten von Reisbauern, die mit den Zhuang-Dong und austronesischen Völkern in Südostasien und Fujian in Verbindung stehen, die jedoch in der Stadt Gaoshan und Haimenkou nicht gefunden wurden.

Diese Schlussfolgerung lässt sich heute leicht ziehen. Wenn Sie sich jedoch die Zeit nehmen, frühere Forschungsergebnisse durchzusehen, werden Sie feststellen, dass fast kein Forscher DNA-Daten von Menschen aus der Antike in den Regionen Yunnan, Guizhou und Sichuan veröffentlicht hat.

Diese Situation ist nicht schwer vorstellbar: Die idealen Bedingungen für die DNA-Erhaltung sind Trockenheit und Kälte. In den Regionen Yunnan, Guizhou und Sichuan herrscht eine hohe Luftfeuchtigkeit und Hitze, die sich nicht zum Konservieren von Lebensmitteln eignet. Wenn wir Lebensmittel konservieren, legen wir sie entweder in den Kühlschrank, lassen sie an der Luft trocknen oder trocknen sie in der Sonne. Wenn es in einer warmen und feuchten Umgebung gelagert wird, verrottet und verfällt es schnell. Dasselbe gilt für die DNA. Hohe Temperaturen machen die Moleküle aktiver und saurer Boden schafft eine gute Umgebung für die Hydrolyse der DNA.

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In südwestlichen Regionen wie Yunnan, Guizhou und Sichuan liegen einige Ruinen sogar direkt unter Wasser. Daher ist die Menge an alter menschlicher DNA, die in diesem Gebiet erhalten ist, sehr gering. Tatsächlich wurde diese Schwierigkeit in unserem Artikel implizit erwähnt: Im Rahmen der Studie wurden insgesamt 89 Proben entnommen, am Ende konnten jedoch nur Daten von 11 Proben gewonnen werden.

Ein weiteres großes Problem besteht darin, die menschliche DNA in diesen Proben zu identifizieren und zu isolieren.

Unser Forschungsobjekt liegt seit Jahrtausenden unter der Erde vergraben. Im Laufe der Jahrtausende haben unzählige Organismen ihre Spuren auf der Oberfläche und sogar im Inneren dieser Forschungsobjekte hinterlassen. Tatsächlich stammt ein Großteil der DNA, die wir aus altem biologischem Material gewinnen, von Mikroorganismen aus der Umwelt, wie etwa Bakterien und Pilzen, die im Boden aktiv sind und an Knochen haften. Sie können über einen langen Zeitraum hinweg immer tiefer in die Knochen kriechen, weshalb Forscher gerne Teile wie Zähne oder Schläfenbeine entnehmen: Sie sind stark, dicht und können nicht so leicht durch exogene DNA verunreinigt werden.

Nach der Ausgrabung ist die Kontamination immer noch vorhanden. Knochen, die aus archäologischen Stätten ausgegraben werden, enthalten normalerweise viel Schmutz und Staub und werden außerhalb des Labors auch durch viele moderne Menschen verunreinigt. Die Forscher wuschen die Proben mit Natriumhypochlorit, das Oberflächen-DNA abbauen kann, und setzten sie dann eine Stunde lang ultraviolettem Licht aus. Dadurch wird die DNA auf der Oberfläche in nicht nachweisbare Pyrimidin-Dimere umgewandelt. Wir bohren und schleifen auch die dichten Teile der Knochen und versuchen, den eingedrungenen Schmutz vom Knochenpulver selbst zu trennen, sodass nur der innere Knochen oder das Mark übrig bleibt. Nur so bleibt die „DNA“ des Zahns bzw. Knochens weitestgehend erhalten.

Dennoch enthält die gewonnene DNA noch immer einen großen Anteil mikrobieller DNA und die „DNA selbst“ macht nur einen sehr geringen Teil aus. Derzeit müssen wir die Technologie der „Hybriderfassung“ nutzen.

Das Prinzip ist ganz einfach. Zwei Ketten aus vier Desoxyribonukleotiden A, G, C und T bilden die Doppelhelixstruktur der DNA. Diese beiden Ketten können als Anordnung von vier Molekülen, A, G, C und T, betrachtet werden und sind vollständig umgekehrt komplementär, wobei sich A mit T und G mit C paart, und zwar nahezu fehlerfrei. Die Anordnung und Kombination der vier Moleküle ist bei jeder Art und sogar bei jedem Individuum unterschiedlich. Wir verwenden die DNA-Sequenz des modernen Menschen, um Sonden zu entwerfen und diese Sonden zu verwenden, um die erforderlichen menschlichen Fragmente zu erfassen: Man kann sie als ein kleines Puzzleteil verstehen, das an einem Angelhaken hängt und mit dem man die Teile der vielen DNA-Puzzles herausfischt, die man damit zusammensetzen kann. Diese zusammensetzbaren Teile sind die menschliche DNA.

Unser Hybrid-Capture-Protokoll stammt von einem Forschungsteam der Harvard University. Sie gestalteten die DNA-Sonde neu und führten eine „gewaltsame“ Optimierung verschiedener Versuchsbedingungen durch. Diese Option ist ein Drittel günstiger als die vorherige, aber wir können sie uns trotzdem nicht ganz leisten. Ich kann also nur versuchen, den Prozess zu optimieren und die Kosten zu senken. Am Ende haben wir fast die Hälfte der Reagenzien eingespart.

Der Erfolg des Experiments ist nur der erste Schritt. Wir müssen die Daten für sich selbst sprechen lassen.

In der vorläufigen qualitativen Analyse bin ich zu einem Ergebnis gekommen. Mit Hilfe von Professor Wang Chuanchao und dem Postdoktoranden Guo Jianxin aus der Forschungsgruppe habe ich alle möglichen Auslassungen überprüft, die Daten ergänzt, eine nach der anderen geprüft und schließlich die Schlussfolgerung bestätigt: Die alten Menschen der beiden oben genannten Stätten waren hauptsächlich Bauern, die im Becken des Gelben Flusses Hirse und Sorghum anbauten, plus eine kleine primitive südostasiatische Jäger- und Sammlerbevölkerung – vielleicht aus Yunnan, Guizhou und Sichuan oder vielleicht aus der nordwärts wandernden Migration der alten südostasiatischen Menschen. Eine berechtigte Vermutung ist, dass einige Hirsebauern aus dem Becken des Gelben Flusses vielleicht Richtung Süden in das Sichuan-Becken und auf die Yunnan-Guizhou-Hochebene zogen und unterwegs durch den Kontakt und die Kommunikation mit Reisbauern den Reisanbau erlernten.

Der Autor dieses Artikels arbeitet im Labor. Bildquelle: vom Autor bereitgestellt

An der Wand unseres Labors steht ein Satz: „Die Wege der Naturwissenschaften und der Geistes- und Sozialwissenschaften haben sich vor mehr als hundert Jahren getrennt, und in diesem Labor hoffen wir, die beiden wieder zusammenzuführen.“ Vielleicht ist das der Sinn und der Spaß an unserer Arbeit.

Als „Biologie-Hund“ mit Berufsschulabschluss verstand ich bei der ersten Verarbeitung der Daten nicht ganz, worin sich diese grundlegend von den Daten über Mäuse, Kaninchen oder Zebrafische unterschieden, die ich zuvor verarbeitet hatte. Als jedoch Lehrer mit Kenntnissen in den Bereichen Geschichte und Archäologie diese Daten nutzten, um eine historische Schriftrolle vor mir zu öffnen und mich zu der genetischen Schlussfolgerung führten, dass „die alten Shu- und Dian-Kulturen denselben Ursprung haben wie die Kultur des Gelben Flussbeckens“, spürte ich wirklich die Leidenschaft, die durch die Integration der Disziplinen entsteht.

Frühere archäologische Funde haben gezeigt, dass die Majiayao-Kultur eng mit der Region West-Sichuan verwandt ist, und unsere genetischen Beweise stützen auch die Annahme, dass das alte Shu und das alte Dian eine untrennbare genetische Verbindung mit der Zivilisation des Gelben Flussbeckens haben, dem Mutterfluss der chinesischen Zivilisation.

Ich begann, die Bedeutung eines solch interdisziplinären Fachs zu verstehen: Archäologielehrer verwenden Artefakte und schriftliche Materialien, um Menschen und Kulturen zu klassifizieren. Sie benötigen tatsächlich einige Interpretationen aus anderen Blickwinkeln, und die Methoden der Molekularbiologie sind zufällig das, worin Biologiestudenten wie ich gut sind. Ich werde in dieser Richtung weiter voranschreiten.

Dieser Artikel ist ein Werk des Science Popularization China-Starry Sky Project

Produziert von: Abteilung für Wissenschaftspopularisierung der Chinesischen Vereinigung für Wissenschaft und Technologie

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.

Autor: Tao Le, Doktorand an der Universität Xiamen

Gutachter: Wang Chuanchao, Direktor, Professor und Doktorvater des Instituts für Anthropologie, Universität Xiamen