Seit der Entdeckung der ersten Neandertaler-Knochen untersuchen Wissenschaftler diese alten Homininen. Wie unterschiedlich sind sie von uns? Wie ähnlich? Hatten unsere Vorfahren Interaktionen mit ihnen, entweder freundschaftlich oder kämpferisch? Die jüngste Entdeckung der Denisovaner, einer Gruppe, die den Neandertalern ähnlich ist und Asien und Ozeanien besiedelte, hat die Fragen zu unserer Vergangenheit weiter erweitert.

Nun bringt ein internationales Team von Genetikern und KI-Experten neue Erkenntnisse über die Geschichte der genetischen Interaktion unter Homininen. Unter der Leitung von Joshua Akey, einem Professor am Lewis-Sigler-Institut für integrative Genomik in Princeton, haben die Forscher eine Geschichte des genetischen Austauschs aufgedeckt, die auf eine viel engere Verbindung zwischen diesen frühen Menschengruppen hinweist, als bisher angenommen.

"Dies ist das erste Mal, dass Genetiker mehrere Wellen von Vermischungen zwischen modernen Menschen und Neandertalern identifiziert haben", sagte Liming Li, Professor in der Abteilung für medizinische Genetik und Entwicklungsbiologie an der Southeast University in Nanjing, China, der diese Arbeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Akey-Labor durchgeführt hat.

"Wir wissen jetzt, dass moderne Menschen und Neandertaler während des größten Teils der Menschheitsgeschichte Kontakt hatten", sagte Akey. Homininen, die unsere nächsten Vorfahren sind, trennten sich vor etwa 600.000 Jahren von der Neandertaler-Linie, und unsere modernen körperlichen Merkmale entwickelten sich vor etwa 250.000 Jahren.

"Von da an bis zum Verschwinden der Neandertaler, was ungefähr 200.000 Jahre ist, hatten moderne Menschen Interaktionen mit neandertaler Populationen", fügte er hinzu.

Die Ergebnisse ihrer Arbeit wurden in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Science veröffentlicht.

Neandertaler, die einst stereotyp als langsam und begrenzt in ihren Fähigkeiten dargestellt wurden, werden jetzt als geschickte Jäger und Werkzeugmacher gesehen, die ihre Verletzungen mit ausgeklügelten Techniken behandelten und gut an das kalte europäische Klima angepasst waren.

(Hinweis: Alle diese Homininengruppen sind Menschen, aber um ständige Erwähnungen wie "neandertaler Menschen", "denisovanische Menschen" und "alte Versionen unserer Art" zu vermeiden, verwenden Archäologen und Anthropologen oft die Abkürzungen Neandertaler, Denisovaner und moderne Menschen.)

Kartierung des Genflusses
Unter Verwendung der Genome von 2.000 lebenden Menschen sowie drei Neandertalern und einem Denisovaner kartierten Akey und sein Team den Genfluss zwischen den Homininen-Gruppen in den letzten 250.000 Jahren.

Die Forscher verwendeten ein genetisches Werkzeug, das sie vor einigen Jahren entwickelt haben, namens IBDmix, das maschinelle Lerntechniken verwendet, um Genome zu entschlüsseln. Frühere Forscher stützten sich auf den Vergleich von menschlichen Genomen mit einer "Referenzpopulation" moderner Menschen, von denen angenommen wurde, dass sie wenig oder keine Neandertaler- oder Denisovaner-DNA haben.

Akeys Team stellte fest, dass selbst diese Referenzgruppen, die Tausende von Meilen südlich der Neandertaler-Höhlen leben, Spuren von Neandertaler-DNA haben, die wahrscheinlich von Reisenden (oder deren Nachkommen) mitgebracht wurden.

Mit dem IBDmix-Werkzeug identifizierte Akeys Team die erste Kontaktwelle vor etwa 200-250.000 Jahren, eine zweite Welle vor 100-120.000 Jahren und die größte Welle vor 50-60.000 Jahren.

Dies unterscheidet sich erheblich von früheren genetischen Daten. "Frühere genetische Daten deuten darauf hin, dass moderne Menschen vor etwa 250.000 Jahren in Afrika entstanden sind, dort die nächsten 200.000 Jahre blieben und dann vor etwa 50.000 Jahren aus Afrika heraus und in den Rest der Welt verstreut sind", sagte Akey.

"Unsere Modelle zeigen, dass es keine lange Stagnationsperiode gab, sondern dass moderne Menschen kurz nach ihrem Auftauchen begannen, aus Afrika zu migrieren und nach Afrika zurückzukehren", sagte er. "Für mich erzählt diese Geschichte von der Verbreitung, dass moderne Menschen sich bewegten und Neandertaler und Denisovaner viel mehr trafen, als wir zuvor erkannt haben."

Diese Vision der Menschheit in Bewegung steht im Einklang mit archäologischen und paläoanthropologischen Forschungen, die auf kulturellen und Werkzeugaustausch zwischen Homininen-Gruppen hindeuten.

Genetische Einsicht
Lis und Akeys entscheidender Einblick war die Suche nach moderner menschlicher DNA in Neandertaler-Genomen, anstatt umgekehrt. "Die meisten genetischen Forschungen des letzten Jahrzehnts konzentrierten sich darauf, wie das Paaren mit Neandertalern die Phänotypen moderner Menschen und unsere evolutionäre Geschichte beeinflusst — aber diese Fragen sind auch im umgekehrten Fall relevant und interessant", sagte Akey.

Sie erkannten, dass die Nachkommen dieser ersten Paarungswellen zwischen Neandertalern und modernen Menschen bei den Neandertalern bleiben mussten und so Spuren in ihrem genetischen Aufzeichnung hinterließen. "Jetzt, da wir die neandertalische Komponente in unsere genetischen Studien einbeziehen können, sehen wir diese früheren Verteilungen auf eine Weise, die wir vorher nicht konnten", sagte Akey.

Das letzte Stück des Puzzles war die Entdeckung, dass die Neandertaler-Population kleiner war als bisher angenommen.

Genetisches Modellieren verwendete traditionell Variation — Vielfalt — als Stellvertreter für die Populationsgröße. Je vielfältiger die Gene, desto größer die Population. Aber unter Verwendung von IBDmix zeigte Akeys Team, dass ein erheblicher Teil dieser scheinbaren Vielfalt von DNA-Sequenzen stammt, die von modernen Menschen mit ihrer viel größeren Population übernommen wurden.

Infolgedessen wurde die effektive Population der Neandertaler von etwa 3.400 Zuchteinzeln auf etwa 2.400 revidiert.

Das Verschwinden der Neandertaler
Wenn man all dies zusammenfügt, bieten die neuen Erkenntnisse ein Bild davon, wie die Neandertaler vor etwa 30.000 Jahren aus dem Aufzeichnung verschwanden.

"Ich sage nicht gerne 'Aussterben', weil ich denke, dass die Neandertaler größtenteils absorbiert wurden", sagte Akey. Seine Idee ist, dass die Neandertaler-Populationen allmählich abnahmen, bis die letzten Überlebenden in moderne menschliche Gemeinschaften integriert wurden.

Dieses "Assimilations"-Modell wurde erstmals 1989 von Fred Smith, einem Professor für Anthropologie an der Illinois State University, vorgeschlagen. "Unsere Ergebnisse liefern starke genetische Beweise, die mit Freds Hypothese übereinstimmen, und ich denke, das ist wirklich interessant", sagte Akey.

"Die Neandertaler standen lange am Rande des Aussterbens", sagte er. "Wenn Sie ihre Anzahl um 10 oder 20% reduzieren, was unsere Schätzungen tun, ist das eine bedeutende Reduzierung für eine bereits gefährdete Population.

"Moderne Menschen waren wie Wellen, die auf den Strand treffen und diesen Strand langsam aber stetig erodieren. Am Ende überwältigten wir die Neandertaler demografisch und integrierten sie in moderne menschliche Populationen."

Quelle: Princeton University