20.03.2006 · DNA-Analysen am Neandertaler sind ein heißes Thema - Überraschungen nicht ausgeschlossen . Tiefere Einsichten verspricht der Zellkern. Jetzt balgen sich die Forscher um die besterhaltenen Knochen.
Von Georg RüschemeyerJahrelang hatte Svante Pääbo am zoologischen Institut der Universität München an der Methode gefeilt, jahrelang hatte er an ägyptischen Mumien und eiszeitlichen Mammuts geübt. Doch die ersten Versuche, Erbgut aus den Knochen eines Neandertalers zu isolieren, verliefen enttäuschend - der Zahn der Zeit hatte ihre DNA komplett zerfressen. Der große Durchbruch kam erst 1997, ausgerechnet mit einem jener Knochen, die Steinbrucharbeiter im August 1856 bei Düsseldorf entdeckt hatten. Etwa 3,5 Gramm aus dem rechten Oberarm des berühmten Rheinländers standen Pääbo und seinem Doktoranden Matthias Krings damals zur Verfügung. Ein Zehntel davon genügte, um mit gentechnischen Verfahren aus kurzen DNA-Bruchstücken einen 379 Basenpaare langen Abschnitt mitochondrialer DNA (mtDNA) zu rekonstruieren. In fünf weiteren Studien haben Pääbo und andere Forscher seither gut 2000 Basenpaare aus den Mitochondrien verschiedener Neandertaler sequenziert, immerhin gut ein Zehntel des Genoms dieser zellulären Kraftwerke.
Glück spielte dabei eine Rolle, denn verwertbare DNA-Reste finden sich nur in wenigen Individuen. Dabei liegen Mitochondrien und damit auch ihr Erbgut in jeder Zelle in mehreren hundert Kopien vor. Mitochondriale DNA gilt daher unter Paläogenetikern als besonders aussichtsreicher Kandidat. Für die Rekonstruktion der Evolutionsgeschichte des Menschen ist sie ohnehin besser geeignet, denn sie wird nur über die Mutter weitervererbt. Dadurch verändert sie sich viel langsamer als das Gros der DNA aus dem Zellkern, das bei jedem Treffen von Spermium und Eizelle neu zusammengewürfelt wird.
Erotische Anziehungskräfte zwischen Steinzeitexistenzen?
Trotz aller Probleme (das größte ist die Verunreinigung der Proben, etwa durch DNA aus Hautschuppen der Forscher) wurden seit 1997 eine Menge Informationen durch den Vergleich von Neandertaler-Sequenzen mit denen moderner Menschen gesammelt. Die Wege der beiden scheinen sich demnach bereits vor rund 600.000 Jahren getrennt zu haben. So lange dürften sich die europäischen Populationen der Gattung Homo unabhängig von ihren südlichen Vettern entwickelt haben, bis diese, inzwischen zum Homo sapiens geworden, nach Mitteleuropa vorrückten. War die genetische Kluft nun bereits zu groß, um fruchtbare Nachkommen zu zeugen? Die Paläogenetik hat bisher keine Indizien dafür geliefert, daß der moderne Mensch das Resultat erotischer Anziehungskräfte zwischen verschiedenen Steinzeitexistenzen ist. Ganz ausschließen kann sie es aber auch nicht. Denn der Anteil des Neandertalers könnte innerhalb der letzten 30.000 Jahre zwar aus den Mitochondrien verschwunden sein, sich im Genom des Zellkerns aber erhalten haben.
In einer vor zwei Jahren veröffentlichten Studie verglich Pääbo, inzwischen Direktor am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig, die Sequenzen von acht Neandertalern mit den entsprechenden Abschnitten im Erbgut des ebenfalls steinzeitlichen Homo sapiens. Diese bisher umfangreichste Studie zur Neandertaler-Genetik kommt zu dem Schluß, daß der Anteil seiner Gene in unserem Erbgut keinesfalls mehr als 25 Prozent betragen kann - wenn es überhaupt einen gibt. „Das klingt nicht so beeindruckend“, gibt Pääbos Mitarbeiter Johannes Krause zu. „Realistischere Modelle schränken den maximal möglichen Anteil des Neandertalers an unseren Genen sogar noch sehr viel stärker ein.“
„Ein heißer Kandidat wäre das Gen FoxP2“
Wie und warum der Neandertaler vor 30.000 Jahren ausstarb, läßt sich auch aus seinen Genen nicht ablesen. Indirekte Hinweise geben erste mtDNA-Sequenzen zeitgenössischer Höhlenbären und Hyänen. Sie lassen darauf schließen, daß damals durch den häufigen Wechsel warmer und kalter Klimaperioden auch viele Tierarten kurz vor dem Aussterben standen, obwohl die letzte große Eiszeit erst noch bevorstand. War es also die mangelnde Flexibilität des Neandertalers, die ihm sein Ende bereitete?
Noch läßt sich die Anzahl der bekannten Sequenzen des Neandertalers und auch der seiner tierischen Höhlenmitbewohner an den Fingern abzählen. Doch neue Methoden wie die sogenannte Pyrosequenzierung, die aus viel kleineren Proben wesentlich mehr Erbmaterial isolieren, dürften die schmale Datenbasis schon bald verbreitern. Die Leipziger und einige konkurrierende Gruppen arbeiten bereits an den ersten Sequenzen nukleärer DNA aus Neandertalerknochen. Während mitochondriale DNA lediglich einige wenige Gene enthält, die sich bei allen Lebewesen mehr oder minder ähneln, verspricht das Erbgut aus dem Zellkern tiefere Einsichten in die Genetik der Menschwerdung. „Ein heißer Kandidat wäre natürlich das Gen FoxP2, das für unsere Sprechfähigkeit eine wichtige Rolle zu spielen scheint“, sagt Johannes Krause.
Daß die neue Methode tatsächlich funktioniert, konnte Hendrik Poinar von der McMaster University im kanadischen Hamilton Ende vergangenen Jahres in Science zeigen: Stattliche 13 Millionen Basenpaare Zellkern-DNA sequenzierte sein Team aus den Knochen eines sibirischen Mammuts. Die Methode steht also zur Verfügung, nun konkurrieren die Forscher um den Zugang zu den wenigen Neandertaler-Funden, die ordentliche Ausbeuten versprechen. Dazu gehören auch die Knochen aus jener Höhle im Neandertal, die den Steinzeitlern erst den Namen gab. Daß die nach 150 Jahren wissenschaftlicher Karriere überhaupt noch DNA enthalten, grenze schon an ein Wunder, meint Krause, der sich manchmal ins Jahr 1856 zurückwünscht: „Damals müssen die vor lauter DNA noch regelrecht geglüht haben.“
