Vorfahre : Stippvisite beim Neandertaler

Leipziger Forschern ist es gelungen, das Erbgut des Neandertalers in groben Zügen zu entziffern.

Kai Kupferschmidt
Neanderthaler
Das Genom des Neandertalers konnte teilweise entschlüsselt werden.Foto: dpa

Videokameras, eine Liveschaltung nach Chicago zum Jahrestreffen der weltgrößten Forscherorganisation AAAS und das Ganze pünktlich zu Charles Darwins 200. Geburtstag. So sieht es aus, wenn ein medienerfahrener Wissenschaftler einen Meilenstein in der Erforschung des Menschen verkündet: Das Genom des Neandertalers ist entschlüsselt, zumindest teilweise. Die Forscher um Svante Pääbo vom Leipziger Max-Planck- Institut für evolutionäre Anthropologie haben zusammen mit der US-Firma „454 Life Sciences“ eine erste Fassung erstellt.

Gemeinsam entzifferten sie mehr als drei Milliarden Buchstaben des Erbmaterials verschiedener Neandertaler. Daraus konnten sie über 60 Prozent des Erbguts zusammenstellen. Es wird noch einmal zwei bis drei Jahre dauern, bis sie ein qualitativ hochwertiges Genom erstellen können, das jeden Basen-„Buchstaben“ im Genom unseres nächsten Verwandten bis zu zwanzigmal abdeckt.

Der Neandertaler lebte etwa 300 000 Jahre lang in Europa und Teilen Asiens, ehe er vor 30 000 Jahren ausstarb. Lange gingen Forscher davon aus, dass es sich bei ihm um einen Vorfahren des modernen Menschen handelt. 1997 gelang es Pääbo, Erbsubstanz des Neandertalers zu entziffern und die Frage zu beantworten. „Neandertaler nicht unsere Vorfahren!“ verkündeten die Zeitungen weltweit.

Dennoch könnte es ein gewisses Maß an Vermischung von Mensch und Neandertaler gegeben haben, immerhin lebten die beiden in Europa fast 10 000 Jahre Tür an Tür. „Wenn überhaupt hat der Neandertaler aber genetisch nur wenig zum modernen Menschen beigetragen“, sagt Pääbo. Er schätzt, dass der letzte gemeinsamer Vorfahr vor etwa 660 000 Jahren lebte, und damit etwa dreimal früher als der letzte gemeinsame Vorfahre aller heute lebenden Menschen.

Ähnlich war uns der Homo neanderthalensis trotzdem. „Wenn mir ein Neandertaler begegnen würde, der einen Anzug anhat, bin ich mir nicht sicher, dass ich ihn erkennen würde“, hat der Paläoanthropologe Friedemann Schrenk einmal gesagt. Der entscheidende Unterschied sei ein anderer: „Der moderne Mensch hat Kunst, Musik und solche Dinge geschaffen. Vom Neandertaler haben wir bisher keine Kunst gefunden.“

Genau dieser Unterschied ist es, der Pääbo interessiert. Er nennt das „die Verrücktheit des Menschen“. Der Vergleich von unserer genetischen Sequenz mit der des Neandertalers soll ihm den Weg weisen zu Genen, die den Menschen zum Menschen gemacht haben. „Mit dieser Arbeit fangen wir aber gerade erst an“, sagt Pääbo. Er hat dazu ein internationales Konsortium zusammengestellt.

Einige Fragen lassen sich aber auch mit den ersten Daten schon beantworten. So wurde bei einer Genvariante des Menschen spekuliert, sie könnte vom Neandertaler stammen, da sie in Europa verbreitet sind. Es ist die Bauanleitung für das Protein Laktase. Es baut Milchzucker ab und ist der Grund, warum viele erwachsene Europäer Milch vertragen, obwohl diese Fähigkeit sonst nicht verbreitet ist. Pääbos Ergebnisse zeigen aber, dass der Neandertaler diese Genvariante nicht besaß. „Er hätte Kühe wohl eher gegessen als gemolken“, sagt Pääbo.

Pääbos Arbeit ist auch deswegen ein Meilenstein, weil sie einen großen Fortschritt in der Sequenzierung von DNS markiert. Nicht zuletzt, was die Kosten angeht. In enger Zusammenarbeit mit der „454 Life Sciences“ hat Pääbo das Neandertalergenom für nur fünf Millionen Euro entschlüsseln können. Zum Vergleich: Die Entzifferung des Genoms des Rhesusaffen vor drei Jahren kostete noch rund 17 Millionen Euro.

Aber auch im Umgang mit uralter DNS hat Pääbo Maßstäbe gesetzt. Die Forscher nutzten neben Fossilien aus Spanien, Russland und Deutschland vor allem die Knochen von drei Fossilien, die in einer Höhle bei Vindija in Kroatien gefunden wurden und die 38 000 Jahre alt sind.

Aus diesen Knochen isolierten sie die Erbsubstanz. Nach mehreren zehntausend Jahren befand die sich in keinem guten Zustand mehr. Man kann sich das Genom des Neandertalers wie eine Schriftrolle vorstellen, die rund drei Milliarden Buchstaben enthält. Im Laufe der Zeit ist sie zerbröselt. Die Forscher fanden nur Schnipsel, die weniger als 100 Buchstaben lang waren. Ein gigantisches Puzzle.

Hinzu kommt, dass die Erbsubstanz verunreinigt ist. „Nur etwa fünf Prozent der DNS in einer guten Neandertalerprobe sind vom Neandertaler“, sagt Richard Green, der an dem Projekt mitgearbeitet hat. Es sind zwei Kontaminationen: Zum Einen sind über die Jahrtausende zahlreiche Mikroorganismen in die Knochen eingedrungen. Bei der Isolierung der DNS erhalten die Forscher mit der Neandertaler-Erbsubstanz auch die DNS dieser Organismen. Mit Computern lassen sich die Sequenzen aber trennen, da die Buchstabenfolge bei Bakterien und Menschen sehr unterschiedlich ist.

Schwieriger zu bereinigen ist die zweite Form der Kontamination, die durch den Menschen. Die meisten Knochen sind durch zahlreiche Hände gegangen und dabei auch mit menschlicher DNS verunreinigt worden. Das Problem: Die Buchstabenfolge von Mensch und Neandertaler unterscheidet sich in weniger als jedem hundertsten Buchstaben. Die meisten Bruchstücke wären also bei Mensch und Neandertaler identisch, was es fast unmöglich macht, die beiden im Nachhinein zu trennen.

Die Forscher untersuchten deshalb 70 Knochen von 16 verschiedenen Fundorten. An Hand bestimmter Sequenzen, deren Unterschiede bekannt sind, konnten sie feststellen, welche Fossilien am wenigsten verunreinigt waren. Nur diese nutzten sie. Die Knochen aus Kroatien waren die besten.