Genomik verschafft Einblick in den Anbeginn von Ackerbau und Viehzucht
Ungefähr 10 000 Jahre vor unserer Zeit kam es mit der Wanderbewegung von Menschengemeinschaften aus dem Nahen Osten über Süd- und Mitteleuropa zur Einführung von Ackerbau und Viehzucht in Europa, welche die bislang vorherrschende Lebensweise der Jäger und Sammler mit begrenzter Kreuzung ersetzte. Demgegenüber kam es in Nordeuropa zur weitverbreiteten Anwendung ackerbaulicher Praktiken, die hauptsächlich in Folge von Kulturkontakt zustande kamen, wobei wiederum eingeschränkter Genfluss die Regel war. Das von der EU finanzierte NeoGenHeritage-Projekt wählte die Pyrenäenhalbinsel am westlichen Rand Europas aus, um dort die Dynamik und die demografischen Veränderungen dieser Neolithischen Revolution zu untersuchen. Die Forscherinnen und Forscher verwendeten diese Daten mit den Routen prähistorischer Wanderungsbewegungen, die über Spanien und Portugal und dann nordwärts durch Andorra strömten. Die NeoGenHeritage-Forscher kombinierten innovative Technologien in Hinsicht auf vorzeitliche DNA-Überreste und Genomik für Humanpopulationen sowie generierten aus prähistorischen Überresten vollständige Kerngenomdaten. Im nächsten Schritt analysierte man diese Genome im Kontext der historischen und modernen Populationsgenomik. Wie es Projektkoordinator Professor Guido Barbujani erläutert: „Diese Herangehensweise ermöglichte uns die Untersuchung der genetischen Ähnlichkeiten bei vorzeitlichen Bevölkerungsgruppen im Norden und Süden der Pyrenäenhalbinsel im Zusammenhang mit weltweit vorhandenen Genomen des Menschen.“ Informationslücken mit topmodernen Genomikdaten füllen Vor der Forschung im Rahmen von NeoGenHeritage waren die Datenlage spärlich; es gab nur ein vollständiges mesolithisches Genom von vor etwa 8 000 Jahren vor unserer Zeit sowie einige frühe und mittelneolithische Überreste. „Bei diesen Daten wirkt sich einschränkend aus, dass die meisten Proben aus Nord- und Zentralspanien kommen, womit kein Vergleich des Atlantik- und Mittelmeerraums möglich ist, die, wovon die Archäologen überzeugt sind, verschiedene Demografien aufweisen können“, erklärt Professor Barbujani. Ein weiteres Problem bestand darin, dass bislang die Analyse durch einen Mangel an genetischen Markern behindert wurde. NeoGenHeritage hat daher eine Probenahmestrategie konzipiert, um neuzeitliche Menschenfunde aus der Zeit der Neolithischen Revolution im Mittelmeer- und Atlantikraum zu bergen. Bei einer Analyse dieser vollständigen Genome können andernfalls schwer fassbare Unterschiede zwischen den aus grauer Vorzeit stammenden Individuen dieser beiden Küstenstreifen nachgewiesen werden. DNA-Veränderungen entlang der Zuwanderungsrouten Im Norden und Süden der iberischen Halbinsel stützen Analysen auf Grundlage genomweiter Daten eine Mischung aus kultureller und demografischer Ausbreitung. Die Genome aller postneolithischen Proben weisen zwei Hauptbestandteile auf, die typisch für westliche Jäger und Sammler in Europa und frühe Ackerbauern aus dem Nahen Osten sind. Nach Durchführung von Tests zur genetischen Vermischung, einer biogeografischen Abstammungsanalyse, waren jedoch einige Unterschiede zwischen den Bevölkerungsgruppen der Jäger und Sammler aus dem Atlantik- und dem Mittelmeerraum erkennbar. Die Proben von der Atlantikküste zeigten mehr Gemeinsamkeiten mit den mesolithischen Jägern und Sammlern aus Nordspanien. „Die einfachste Erklärung für diese Feststellung ist, dass die Bevölkerungsgruppen des Atlantik- und Mittelmeergebiets der iberischen Halbinsel bereits in vorneolithischer Zeit differenziert waren“, merkt Professor Barbujani an. „Ein anderer Grund könnte eine lokale Vermischung zwischen den neu hinzukommenden Ackerbauern und dem bereits vorhandenen Genpool der Jäger und Sammler sein.“ Analyse dient zukünftiger Aufklärung Professor Barbujani beschreibt die Arbeit, von der man sich erhofft, dass sie die komplexen dynamischen genetischen Prozesse erkunden und aufklären wird, die während der Neolithischen Revolution vor sich gingen. „In die fortgeführte Analyse wird man die Simulation verschiedener Ebenen der genomischen Diversität mit unterschiedlichen entwicklungsgeschichtlichen Szenarien und den Vergleich mit beobachteten realen Daten einbeziehen.“ Eine weitere Option, die das Team verfolgen möchte, ist die Einbeziehung einer ähnlichen Studie über den Cheddar Man. Seine 10 000 Jahre alten Überreste erlangten Berühmtheit, da sie auf den ersten neuzeitlichen Briten mit blauen Augen, dunkelbrauner Haut und dunklem, lockigem Haar schließen ließen. Auf diese Weise könnte man zu einem besseren Verständnis der Beziehungen zwischen den mesolithischen Gemeinschaften Europas gelangen. Die sozialen und genetischen Aspekte der NeoGenHeritage-Forschungsresultate zusammenzufassend, hebt Professor Barbujani hervor: „Unsere Vorfahren haben sich stets in neue Territorien vorgewagt, und auf ihren Wegen haben sie andere Bevölkerungsgruppen getroffen und sich mit ihnen vermischt. Resultat ist ein reichhaltiges Patchwork aus genomischen Komponenten, die nur schwer oder auch überhaupt nicht auf einen einzigen geografischen Ursprung zurückzuführen sind.“
Schlüsselbegriffe
NeoGenHeritage, Genom, Pyrenäenhalbinsel, iberische Halbinsel, Jungsteinzeit, Neolithikum, Jäger und Sammler, Mesolithikum, Mittelsteinzeit
