Erbgut-Analysen: Ahnenforschung im Labor

Es ist der größte aller Stammbäume, den Wissenschaftler rund um den Globus zu entschlüsseln versuchen: Wo und wann lebten die frühesten modernen Menschen, unsere allerersten Vorfahren? Auf welchen Wegen haben sich ihre Nachkommen bis in die fernsten Winkel der Erde ausgebreitet? Und wie verwandt sind wir mit unseren Mitmenschen, die hier in Europa oder weit entfernt auf anderen Kontinenten leben?

Waren Wissenschaftler bei der Beantwortung solcher Fragen früher vor allem auf Fossilienfunde angewiesen, lesen sie heute in einem Geschichtsbuch, das alle Menschen in ihren Körperzellen mit sich herumtragen: Das Erbmolekül DNA ist der Schlüssel zu unserer kollektiven Vergangenheit - und es kann auch Fragen nach der ganz persönlichen Geschichte beantworten.

Kopierfehler zur Freude der Genetiker

Zwei ganz besondere Ausschnitte unserer genetischen Information interessieren die Wissenschaftler dabei am meisten: das Y-Chromosom, das nur Männer in sich tragen, und die DNA in den Mitochondrien, den "Kraftwerken" der Zellen. Während der größte Teil der Erbinformation von Generation zu Generation bunt neu zusammengemischt wird, bleiben das Y-Chromosom und die mitochondriale DNA (mtDNA) von dieser "Rekombination" verschont. Jeder Mensch - gleichgültig, ob Mann oder Frau - erbt seine mtDNA ausschließlich von seiner Mutter. Und jeder Mann bekommt sein Y-Chromosom ausschließlich von seinem Vater.

Würde dieser Vorgang stets perfekt funktionieren, hätten alle Menschen dieselbe mtDNA, und alle Männer trügen ein identisches Y-Chromosom in ihren Zellkernen. Aber von Zeit zu Zeit unterläuft der Natur - zur Freude der Anthropologen und Genetiker - ein "Kopierfehler". So kann es passieren, dass im Y-Chromosom eines Mannes eine winzige Veränderung auftritt, die er an alle seine Söhne vererbt - und diese wiederum an alle ihre männlichen Nachkommen. Ebenso kommt es vor, dass die mtDNA einer Frau sich geringfügig ändert - eine spontane Laune der Natur, die alle ihre Kinder in sich tragen und die von ihren Töchtern an die nächste Generation weitergegeben wird.

Gemeinsamer Urahn von Europäern und Aborigines

Solche Mutationen kommen zwar selten vor, aber doch oft genug, um daraus den Stammbaum der Menschheit zu rekonstruieren - durch die Analyse der Erbinformation heute lebender Menschen. Vergleicht man zum Beispiel die Y-Chromosomen von Europäern und australischen Aborigines, so findet man charakteristische Unterschiede: Die männlichen Aborigines tragen häufig ein Y-Chromosom mit einem ganz bestimmten Muster an einer Stelle des Erbmoleküls. Diesen "Marker" mit der Bezeichnung M130 findet man nicht bei Europäern - wohl aber sehr oft einen anderen namens M89, den es wiederum bei den Aborigines nicht gibt. Den Marker M168 findet man hingegen bei beiden Menschengruppen.

Ganz offensichtlich gab es also einen gemeinsamen männlichen Urahn von Europäern und Aborigines, von dem der Marker M168 stammt. Seine Nachkommen gingen aber irgendwann getrennte Wege: Die einen besiedelten Südostasien und Australien, die anderen kamen im Lauf der Zeit nach Europa. Nachdem der Kontakt zwischen den Gruppen abgerissen war, traten weitere zufällige Mutationen auf, die von Generation zu Generation vererbt wurden und sich heute jeweils nur bei einer der beiden Populationen nachweisen lassen - M130 bei den Aborigines und M89 bei den Europäern.

Wann haben sich zwei Gruppen getrennt?

Vergleicht man Y-Chromosomen von Menschen aus aller Welt, so findet man noch zahlreiche weitere Marker, die für bestimmte Gegenden typisch sind. So tragen die meisten Menschen in Indien den Marker M89, zusätzlich aber noch die Marker M20 oder M69. M20 und M69 kommen aber in Europa nicht vor - das bedeutet, dass Europäer und Inder einen gemeinsamen Urahn haben (von ihm stammt M89), dann aber getrennte Wege gegangen sind (kein M20 und kein M69 in Europa). Lange davor schon ging der Urahn der Aborigines seine eigenen Wege (er hat keinen Marker M89).

Aus der Analyse dieser winzigen genetischen Unterschiede können Wissenschaftler die allmähliche Besiedelung der Erde rekonstruieren. Denn bei ihrer Eroberung immer neuer Lebensräume kam es ab und zu vor, dass Menschengruppen sich trennten, isoliert voneinander weiterzogen und im Lauf der Jahrtausende ganz individuelle genetische Muster erwarben, die sie an ihre heute lebenden Nachkommen weitergegeben haben. Stimmen bei zwei Populationen viele dieser Muster überein, dann liegt die Trennung nicht weit zurück. Gibt es nur ganz wenige Gemeinsamkeiten, dann verläuft die Entwicklung schon sehr lange getrennt. Da man zudem abschätzen kann, wie oft sich solche Mutationen durchschnittlich ereignen, können Wissenschaftler sogar berechnen, wann sich zwei Gruppen ungefähr getrennt haben.

100.000 Blutproben sollen Aufschlüsse bringen

So weiß man heute, dass der moderne Homo sapiens vor rund 200.000 Jahren in Ostafrika entstanden ist und sich vor etwa 60.000 Jahren aufmachte, den Rest der Welt zu erobern. Ein Teil wandte sich nach Osten, zog an den Küsten Indiens und Südostasiens entlang und erreichte vor rund 50.000 Jahren Australien. Ein anderer Teil wanderte zuerst nach Zentralasien und spaltete sich erneut auf, bevor die ersten modernen Menschen vor etwa 35.000 Jahren Europa erreichten - wo sie auf einen entfernten Verwandten trafen: den Neandertaler.