Warum neue Genomdaten das Potenzial haben, die Geschichte der menschlichen Evolution neu zu schreiben

Woher kommen wir? Dieses Problem hat die Menschheit schon immer beunruhigt. Vor dem Aufkommen der molekularen Anthropologie wurden Hinweise auf die Evolution des Menschen hauptsächlich anhand fossiler Proben untersucht. Nach dem Aufkommen der molekularen Anthropologie wurde die DNA zum wichtigsten Mittel zur Analyse der menschlichen Evolution.

Aus zoologischer Sicht gehören wir Menschen zur Gattung Homo, einer bodenbewohnenden, aufrecht gehenden Art des Homo sapiens, deren erstes Auftreten höchstwahrscheinlich vor etwa 315.000 Jahren in Afrika erfolgte. Viele Zoologen glauben, dass der Mensch das einzige noch lebende Mitglied unseres evolutionären Zweigs, der Gattung Homo, ist. Es gibt jedoch zahlreiche fossile Beweise dafür, dass bereits Millionen von Jahren vor uns andere Menschenarten existierten, wie etwa Ardipithecus, Australopithecus und andere Homo-Arten, und dass wir Menschen eine Zeit lang zur gleichen Zeit wie mindestens ein anderes Mitglied der Gattung Homo lebten, nämlich die Neandertaler, die später ausgestorben sind.

Darüber hinaus haben wir und unsere Vorfahren schon immer in Gemeinschaft mit anderen großen affenähnlichen Primaten gelebt, vom modernen Gorilla bis hin zu längst ausgestorbenen Waldaffen. Anthropologen und Biologen auf der ganzen Welt sind sich einig, dass wir in irgendeiner Weise mit ausgestorbenen Hominiden und mit lebenden und ausgestorbenen Menschenaffen verwandt sind. Jahrzehntelange Forschungen zur Variation des menschlichen Genoms haben jedoch gezeigt, dass die Unterschiede zwischen den heutigen menschlichen Populationen in Afrika und einer einzigen Vorfahrenpopulation im Wesentlichen baumartigen Modellen entsprechen, d. h., die heutigen menschlichen Populationen haben sich aus einem gemeinsamen menschlichen Vorfahren entwickelt. Allerdings ist es schwierig, die Entdeckung mit den fossilen und archäologischen Funden der Menschheit auf dem gesamten afrikanischen Kontinent in Einklang zu bringen.

Über die genaue Natur unserer evolutionären Beziehung wird diskutiert, seit der große englische Naturforscher Charles Darwin seine monumentalen Werke „Über die Entstehung der Arten“ (1859) und „Die Abstammung des Menschen“ (1871) veröffentlichte. Darwin hat nie gesagt, dass der Mensch vom Affen abstammt, obwohl er es gesagt haben soll. Moderne Wissenschaftler würden auch die weit verbreitete Vorstellung widerlegen, dass eine ausgestorbene Art das „fehlende Bindeglied“ zwischen Mensch und Affe sei.

Tatsächlich könnten wir und die Affen einen gemeinsamen Vorfahren haben, der vor Millionen von Jahren existierte. Diese ursprüngliche Art stellt kein „fehlendes Bindeglied“ in einer Abstammungslinie dar, sondern eher einen Knotenpunkt, der sich in verschiedene Abstammungslinien aufgespalten hat. Dieser urzeitliche Primat konnte bisher nicht identifiziert werden und wird es vielleicht auch nie werden, da die fossilen Funde selbst in der evolutionär näher verwandten menschlichen Linie nicht eindeutig sind. Dies wurde bereits von Huxley in seinem Artikel über Evolution und Biologie beschrieben, der in der Ausgabe 1875 der Encyclopedia Britannica veröffentlicht wurde. Mit anderen Worten: Das Ziel, alle Knotenpunkte der menschlichen Evolution abzuschließen, ist schwer oder gar nicht zu erreichen.

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Es gibt zahlreiche fossile Beweise dafür, dass im Gegensatz zu heute während des größten Teils der Menschheitsgeschichte mehr als eine Art unserer Familie gleichzeitig lebte. Heute können die physischen Merkmale bestimmter Fossilienexemplare und -arten ebenso genau beschrieben werden wie die Orte, an denen sie gefunden wurden, und die Zeit, in der sie lebten. Fragen darüber, wie Arten überlebt haben und warum sie möglicherweise ausgestorben sind oder sich zu anderen Arten entwickelt haben, können jedoch nur durch wissenschaftliche Spekulationen beantwortet werden, die allerdings wissenschaftlich fundiert sind und auf Hintergrundinformationen basieren, die an den Fundorten der Fossilien gesammelt wurden. Um bestimmte Evolutionsszenarien abzuleiten und Lücken in der Evolutionsgeschichte des Menschen zu schließen, müssen Forscher auf einen großen und vielfältigen Fossilienbestand zurückgreifen und multidisziplinäre Werkzeuge einsetzen, wie etwa hochentwickelte Ausgrabungs- und Aufzeichnungsmethoden, geochemische Datierungstechniken und Daten aus anderen Fachgebieten wie Genetik, Ökologie und Paläoökologie, Ethologie (Tierverhalten), Paläoanthropologie und mehr.

Die Molekulare Anthropologie ist ein Zweig der Anthropologie. Es handelt sich um ein aufstrebendes interdisziplinäres Fachgebiet, das die molekulare Analyse des menschlichen Genoms und der genetischen DNA-Informationen nutzt, um vielschichtige und vielschichtige Themen wie die menschliche Herkunft, die ethnische Evolution und alte soziale und kulturelle Strukturen zu analysieren. Die grundlegende Theorie besteht darin, dass bei der Weitergabe von DNA hin und wieder eine bestimmte Anzahl von Mutationen auftritt und dass durch das Auftreten dieser Mutationen die Zeitlinie und die evolutionären Zweige der Evolution umgekehrt werden können.

Die Forschungsergebnisse der Molekularanthropologie stützen die Theorie, dass der Mensch aus Afrika kam, das heißt, dass die auf der Erde lebenden modernen Menschen Nachkommen prähistorischer Menschen sind, die vor etwa 50.000 bis 100.000 Jahren aus Afrika kamen. Studien zu Y-Chromosom-Haplogruppen und mitochondrialen SNPs zeigen, dass die Vorfahren der in Ostasien lebenden modernen Menschen nach ihrer Ausreise aus Ostafrika die Arabische Halbinsel betraten, entlang der Küste des Indischen Ozeans nach Südostasien (einschließlich Yunnan, meinem Land) gelangten und sich später allmählich in die nördlichen Binnengebiete ausbreiteten, was der Hypothese der „Südlichen Route“ der Migration ostasiatischer Bevölkerungen von Süden nach Norden entspricht. Gleichzeitig gibt es die Hypothese der „Nördlichen Route“, die besagt, dass prähistorische Menschen vor etwa 50.000 bis 60.000 Jahren von Nordafrika aus in den östlichen Mittelmeerraum eindrangen und dann in Ost-West-Richtung Zentralasien und Europa betraten.

Am 17. Mai 2023 wurde in der Fachzeitschrift Nature ein Artikel mit dem Titel „A Weak Stem-branch Origin of Humankind“ veröffentlicht. Darin wird die gängige Ansicht in Frage gestellt, dass der Mensch aus einer einzigen Populationslinie stammt. Stattdessen wird vorgeschlagen, dass der Mensch aus mehreren Vorfahrenpopulationen auf dem afrikanischen Kontinent stammt, also aus mehreren Ursprüngen. Sollte sich diese Theorie durch weitere Forschungen bestätigen, wäre die Theorie der einmaligen Entstehung der Menschheit widerlegt.

Die Wissenschaftler entdeckten dieses neue Muster der menschlichen Evolution, als sie genetisches Material von heute in Afrika lebenden Menschen untersuchten und es mit vorhandenen fossilen Beweisen früher Homo-Sapiens-Populationen dort verglichen. Die Forscher führten Genomdaten von Ost- und Westafrikanern sowie neu sequenzierte Genome von 44 modernen Nama-Völkern aus dem südlichen Afrika in eine Reihe von Modellen der afrikanischen Evolution und Migration ein, die in der anthropologischen und genetischen Literatur vorgeschlagen wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Nama eine indigene Gruppe mit einem anderen Grad an genetischer Vielfalt sind als andere moderne Gruppen.

Mithilfe neuer Modellanalysen fanden die Wissenschaftler heraus, dass die früheste, bei heutigen Menschen nachweisbare Populationsdifferenzierung der Frühmenschen vor 120.000 bis 135.000 Jahren stattfand, als zwei oder mehr genetisch schwach differenzierte Populationen des Homo sapiens über Hunderttausende von Jahren vermischt waren. Nach der Bevölkerungsspaltung vermischten die Menschen weiterhin Gene zwischen verwandten Populationen, sodass eine schwache Beziehung entstand. Die Autoren des Artikels glauben, dass dies die genetischen Unterschiede zwischen Individuen und menschlichen Gruppen besser erklärt als frühere Modelle.

Im Gegensatz zum antiken Introgressionsmodell sagen die Autoren voraus, dass fossile Überreste koexistierender menschlicher Vorfahrenpopulationen genetisch und morphologisch ähnlich sein sollten und dass nur 1 bis 4 % der genetischen Differenzierung in heutigen menschlichen Populationen auf genetische Drift zwischen Abstammungspopulationen zurückzuführen sind. Unter genetischer Drift versteht man die zufällige Schwankung der Genfrequenzen in einer kleinen Population aufgrund von Veränderungen in der Anzahl der Nachkommen, die von Individuen mit unterschiedlichen Genotypen geboren werden. Unter Genintrogression versteht man die wiederholte Rückkreuzung der Hybridnachkommen zweier Arten mit ihren Eltern, wobei die Merkmale eines Elternteils auf den anderen Elternteil übertragen werden. Die endgültige Schlussfolgerung lautet, dass die Stämme und Zweige der menschlichen Evolution eigentlich nicht stark sind. Die Vorfahren des modernen Menschen stammen nicht von einem einzigen Stamm und Zweig ab, sondern sind das Ergebnis einer kontinuierlichen genetischen Vermischung zweier oder mehrerer Ahnenzweige.

Die Autoren vermuten, dass die menschlichen Vorfahren aus diesen verschiedenen Abstammungslinien aufgrund von Migrationen zwischen Zweigen morphologisch ähnlich gewesen sein könnten, was bedeutet, dass morphologisch unterschiedliche Hominidenfossilien wie Homo naledi möglicherweise nicht zu dem Zweig gehören, der zur Evolution des Homo sapiens beigetragen hat.

Diese Theorie widerlegt die bisherige Theorie, dass sich der Mensch aus einem Zweig entwickelt hat, d. h., die Vorfahren des Menschen sind nicht nur „Adam“ und „Eva“, sondern die endgültige genetische Mischung mehrerer Zweige. Glauben Sie also, dass diese Theorie letztendlich bestätigt wird und zur neuen Mainstream-Theorie wird?

Dieser Artikel ist eine vom Science Popularization China Starry Sky Project unterstützte Arbeit

Autor: Tiangeng

Gutachter: Tao Ning (Associate Researcher, Institut für Biophysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

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