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Evolution : Zeitreise im Galopp

27.06.2013 00:00 Uhrvon
Die einzig Wahren. Lange wurde darüber gestritten, ob sich urtümlichen Przewalski-Pferde und domestizierte Pferde im Laufe der Evolution nie durchmischt haben. Nun steht fest, dass sie wirklich die letzten Wildpferde sind. Foto: Claudia Feh, Association pour le cheval de PrzewalskiBild vergrößern
Die einzig Wahren. Lange wurde darüber gestritten, ob sich urtümlichen Przewalski-Pferde und domestizierte Pferde im Laufe der Evolution nie durchmischt haben. Nun steht fest, dass... - Foto: Claudia Feh, Association pour le cheval de Przewalski

Wissenschaftler haben das Erbgut eines Pferdes entziffert, das vor 700 000 Jahren lebte. Das Genom ist zehnmal älter als der bisherige Spitzenreiter. Die immer bessere Technik könnte es bald ermöglichen, noch ältere Funde zu analysieren - und die Evolution besser zu verstehen.

Wenn ein Tier stirbt, zerfallen allmählich auch die Erbgutmoleküle in seinen Zellen. Was die eigenen Enzyme nicht schaffen, übernehmen bald Bakterien, die sich zum Beispiel in den Knochen ansiedeln und vermehren. Sie zerschneiden die langen DNS-Fäden in kleinere und kleinere Stückchen. Bis kaum noch etwas da ist.

Umso erstaunlicher ist, was ein internationales Team um Ludovic Orlando und Eske Willerslev vom Zentrum für Geogenetik des Naturkundemuseums Dänemark und der Universität Kopenhagen nun im Fachjournal „Nature“ berichten. Sie haben aus einem 15 Zentimeter langen Knochenstück eines Pferdes, das vor 560 000 bis 780 000 Jahren lebte, das komplette Erbgut des Tieres rekonstruiert.

Der Knochen überdauerte die Zeit im Permafrost des Yukon-Gebietes in Kanada. Als die Forscher darin nicht nur Kollagen, sondern 72 weitere Eiweiße nachweisen konnten, schöpften sie Hoffnung, dass selbst Erbgutmoleküle erhalten sein könnten.

Wenn es um Uralt-DNS geht, werde ein Rekord nach dem nächsten gebrochen, kommentieren Craig Millar von der Universität von Auckland und David Lambert von der australischen Griffith-Universität: „Dieses Genom ist fast zehn Mal älter als der bisherige Spitzenreiter.“ Gemeint ist das Erbgut, das Leipziger Forscher vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie aus dem Fingerknochen eines archaischen Denisova-Mädchens isolieren konnten. Das Mädchen lebte vor etwa 80 000 Jahren im heutigen Sibirien und hilft, die Geschichte der Hominiden aufzuklären.

Der untersuchte Pferdeknochen aus dem kanadischen Permafrost. Foto: Ludovic OrlandoBild vergrößern
Der untersuchte Pferdeknochen aus dem kanadischen Permafrost. - Foto: Ludovic Orlando

Neben dem Alter gibt es einen weiteren, entscheidenden Unterschied zwischen den beiden Erbgutsequenzen: 70 von 100 Erbgut-Molekülstücken, die die Leipziger im Fingerknochen des Mädchens fanden, stammten tatsächlich von ihr und nicht von Bakterien. Daraus konnten sie das Genom in einer sehr hohen Auflösung rekonstruieren, die sonst bei modernen Proben üblich ist. Die Dänen hatten es ungleich schwerer. Sie konnten nur eines von 100 Molekülstückchen in dem Pferdeknochen dem Hengst zuordnen, der Rest gehörte zu Mikroorganismen. Das Pferde-Erbgut, das sie daraus zusammensetzten, ist zwar komplett, aber vermutlich noch voller Fehler. „Es ist eine Skizze, ein Entwurf“, sagte Willerslev auf einer Pressekonferenz in Helsinki. „Aber die Technik wird besser. In Zukunft werden wir mit größerer Sicherheit Merkmale wie zum Beispiel die Haarfarbe des Tieres bestimmen können.“

Trotzdem hilft die Skizze bereits, die Evolution der Pferde genauer zu beschreiben. Mit ihr und den Erbgut-Sequenzen eines Esels, fünf heute lebender domestizierter Pferderassen, der Przewalski-Wildpferde und eines Pferdes, das vor 43 000 Jahren lebte, erstellten die Forscher einen Stammbaum. Der jüngste gemeinsame Vorfahr aller Arten dieser Gattung lebte demnach nicht vor zwei, sondern vor vier bis 4,5 Millionen Jahren. In den letzten zwei Millionen Jahren habe die Anzahl der Pferde außerdem stark geschwankt: „Das Klima spielte eine große Rolle“, sagte Willerslev. „Kälte war immer gut für die Größe der Population, Wärme dagegen recht schlecht.“

Die Forscher konnten außerdem bestätigen, dass der jüngste gemeinsame Vorfahr von Hauspferden und Przewalski-Pferden vor etwa 400 000 Jahren lebte. Seitdem habe es keinerlei Durchmischung gegeben, sagte Willerslev: „Es sind wirklich die letzten Wildpferde und sollten deshalb erhalten werden.“

Über das Pferd, das vor 700 000 Jahren das Gebiet des heutigen Kanada durchstreifte, wissen die Forscher dagegen noch nicht viel. Das Aussehen des Knochens deute darauf hin, dass es ein großes Tier war, sagte Orlando. „Das war kein Pony. Es war etwa so groß wie ein Araberhengst.“ Außerdem konnten er und seine Kollegen keines der Gene finden, die heutige Pferde zu Rennmaschinen macht. „Wenn es schnell war, dann aufgrund anderer Gene“, sagte Orlando. Für die Evolution der Pferde sei die Muskelstruktur anfangs weniger wichtig gewesen als der Geruchssinn und ein gutes Immunsystem. Man könne nun das 700 000 Jahre alten Genom Eigenschaft für Eigenschaft mit dem Erbgut von domestizierten Pferden vergleichen und herausfiltern, „was entscheidend dafür war, dass wir die Tiere heute reiten können“.

Pferde sind nur der Anfang. Wenn ihre DNS unter günstigen Bedingungen derart lange überleben konnte, dann gelte das auch für andere Tierarten aus dem frühen oder mittleren Pleistozän – einschließlich der Hominiden, schreiben Millar und Lambert: „Möglicherweise können wir bald sogar Millionen Jahre alte Genome bergen.“

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