Eine genetische Studie legt nahe, dass die Vorfahren der Menschheit fast tot sind

Kein Ort auf dem Planeten ist dem Einfluss des Homo sapiens entgangen, von Regenwäldern, die für Plantagen abgeholzt wurden, über tiefe Ozeane voller Mikroplastik bis hin zu klimaverändernden Jetstreams. Im vergangenen November erreichte die Weltbevölkerung acht Milliarden Menschen.

Aber obwohl Menschen heute überall sind, behauptet ein Team von Wissenschaftlern nun, dass unsere Spezies fast nicht mehr existiert.

Forscher in China haben Hinweise darauf gefunden, dass die Vorfahren des modernen Menschen vor 930.000 Jahren einen massiven Bevölkerungszusammenbruch erlitten. Als Ursache verweisen sie auf den damals eingetretenen radikalen Klimawandel.

Unsere Vorfahren überlebten in geringer Zahl – weniger als 1.280 Individuen – während einer Zeit, die als Engpass bekannt ist. Es dauerte mehr als 100.000 Jahre, bevor die Bevölkerung wieder zunahm.

„Etwa 98,7 % der Vorfahren der Hominiden gingen zu Beginn des Engpasses verloren, was unsere Vorfahren vom Aussterben bedrohte“, schrieben die Wissenschaftler. Sie Stady Es wurde am Donnerstag in der Zeitschrift Science veröffentlicht.

Wenn die Forschung Bestand hat, wird das provokative Implikationen haben. Es besteht die Möglichkeit, dass ein klimabedingter Engpass dazu beigetragen hat, die frühen Menschen in zwei Evolutionslinien aufzuspalten – eine, aus der schließlich die Neandertaler hervorgingen, die andere den modernen Menschen.

Externe Experten sagten jedoch, sie seien skeptisch gegenüber den neuen statistischen Methoden, die die Forscher in der Studie verwendeten. „Es ist ein bisschen so, als würde man allein aus den Wellen, die ein paar Minuten später das Ufer erreichen, auf die Größe eines Steins schließen, der in die Mitte eines großen Sees fällt“, sagte Stefan Schiffels, Populationsgenetiker am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie im Jahr 2015. Leipzig – Deutschland.

Seit Jahrzehnten rekonstruieren Wissenschaftler die Geschichte unserer Spezies, indem sie die Gene lebender Menschen analysieren. Alle Studien basieren auf denselben grundlegenden Fakten unserer Biologie: Jedes Kind wird mit Dutzenden neuer genetischer Mutationen geboren, und einige dieser Mutationen können über Tausende oder sogar Millionen von Jahren übertragen werden.

Durch den Vergleich genetischer Unterschiede in der DNA können Wissenschaftler die Vorfahren von Menschen auf alte Populationen zurückführen, die in verschiedenen Teilen der Welt lebten, umzogen und sich vermischten. Sie können sogar auf die Größe dieser Populationen zu verschiedenen Zeitpunkten in der Geschichte schließen.

Diese Studien werden immer komplexer, da die DNA-Sequenzierungstechnologie immer leistungsfähiger wird. Heute können Wissenschaftler das gesamte Genom von Menschen aus verschiedenen Populationen vergleichen.

Jedes menschliche Genom enthält mehr als drei Milliarden genetische DNA-Buchstaben, die jeweils über Tausende oder Millionen von Jahren weitergegeben wurden – ein umfangreiches Dokument unserer Geschichte. Um diese Geschichte zu lesen, verwenden Forscher heute immer leistungsfähigere Computer, die die große Anzahl von Berechnungen durchführen können, die für realistischere Modelle der menschlichen Evolution erforderlich sind.

Haiping Li, ein Forscher für evolutionäre Genomik an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Shanghai, und seine Kollegen haben mehr als ein Jahrzehnt damit verbracht, ihre eigene Methode zur Rekonstruktion der Evolution zu entwickeln.

Die Forscher nannten die Methode FitCoal (kurz für Fast Infinitesimal Time Coalescent). Mit FitCoal können Wissenschaftler die Geschichte in präzise Zeitabschnitte unterteilen und so ein Modell einer Million Jahre Evolution erstellen, die in Zeiträume von Monaten unterteilt ist.

„Es ist ein Werkzeug, das wir entwickelt haben, um die Geschichte verschiedener Gruppen von Organismen zu erfahren, vom Menschen bis zur Pflanze“, sagte Dr. Lee.

Zunächst konzentrierten er und seine Kollegen sich auf Tiere wie Fruchtfliegen. Doch nachdem sie genügend genetische Daten unserer Spezies sequenziert hatten, wandten sie sich der Menschheitsgeschichte zu und verglichen die Genome von 3.154 Menschen aus 50 Populationen auf der ganzen Welt.

Die Forscher untersuchten verschiedene Modelle, um dasjenige zu finden, das die aktuelle genetische Vielfalt unter Menschen am besten erklärt. Am Ende kam es zu einem Szenario, das vor 930.000 Jahren ein Beinahe-Aussterben unserer Vorfahren zur Folge hatte.

„Uns wurde klar, dass wir etwas Großes über die Geschichte der Menschheit entdeckt hatten“, sagte Wangji Hu, Computerbiologe an der Icahn School of Medicine am Mount Sinai in New York und Autor der Studie.

Die Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass unsere Vorfahrenpopulation vor dem Engpass etwa 98.000 brütende Individuen umfasste. Anschließend schrumpfte es auf weniger als 1.280 und blieb 117.000 Jahre lang auf dieser Größe. Dann erholte sich die Bevölkerung.

Dr. Hu und seine Kollegen argumentieren in ihrer Arbeit, dass dieser Engpass mit dem Fossilienbestand unserer hominiden Vorfahren übereinstimmt.

Unser Zweig des Evolutionsbaums trennte sich vor etwa sieben Millionen Jahren in Afrika von dem anderer Affen. Unsere Vorfahren entwickelten sich vor etwa einer Million Jahren in Afrika zu großen Menschen und einem großen Gehirn. Einige dieser frühen Menschen breiteten sich dann nach Europa und Asien aus und entwickelten sich zu den Neandertalern und ihren Cousins, den Denisova-Menschen.

Unsere Abstammungslinie entwickelte sich weiter zu modernen Menschen in Afrika.

Nach jahrzehntelanger Fossilienjagd gibt es in Afrika vor 950.000 bis 650.000 Jahren immer noch relativ wenige Belege über Vorfahren des Menschen. Dr. Hu sagte, die neue Studie biete eine mögliche Erklärung: Es gab nicht genug Menschen, um so viele Überreste zurückzulassen.

Der Engpass sei „eine plausible Erklärung“, sagte Brenna Henn, Genetikerin an der University of California in Davis, die nicht an der neuen Studie beteiligt war. Sie fügte hinzu, dass die heute gefundene genetische Vielfalt möglicherweise auf eine andere Evolutionsgeschichte zurückzuführen sei.

Beispielsweise kann es sein, dass sich Menschen in verschiedene Populationen aufspalteten und dann wieder zusammenkamen. „Das Testen alternativer Modelle wird robuster sein“, sagte Dr. Henn.

Dr. Hu und seine Kollegen vermuten, dass der globale Klimawandel vor 930.000 Jahren zum Zusammenbruch der Bevölkerung geführt hat. Sie verweisen auf geologische Beweise dafür, dass der Planet zum Zeitpunkt des vermuteten Engpasses kälter und trockener wurde. Diese Bedingungen könnten es unseren Vorfahren erschwert haben, Nahrung zu finden.

Aber Nick Ashton, ein Archäologe am British Museum, wies darauf hin, dass außerhalb Afrikas eine Reihe von Überresten antiker menschlicher Verwandter aus der Zeit des Engpasses gefunden wurden.

Er sagte, wenn eine globale Katastrophe zum Zusammenbruch der Bevölkerung in Afrika geführt hätte, hätte dies dazu führen müssen, dass menschliche Verwandte anderswo auf der Welt noch seltener würden.

Er sagte: „Die Anzahl der Standorte in Afrika und Eurasien, die auf diese Zeit zurückgehen, legt nahe, dass nur eine begrenzte Anzahl von Populationen davon betroffen waren, bei denen es sich wahrscheinlich um die Vorfahren des modernen Menschen handelte.“

Dr. Lee und seine Kollegen machten auch darauf aufmerksam, dass sich moderne Menschen nach dem vermuteten Zusammenbruch der Population offenbar von Neandertalern und Denisova-Menschen getrennt haben. Sie spekulieren, dass die beiden Ereignisse zusammenhängen.

Die Forscher stellten fest, dass die meisten Affen 24 Chromosomenpaare haben. Der Mensch hat dank der Verschmelzung zweier Gruppen nur 23. Nach dem Unfall vermuten Wissenschaftler, dass möglicherweise ein Satz fusionierter Chromosomen entstanden ist und sich unter der jungen Bevölkerung verbreitet hat.

„Alle Menschen mit 24 Chromosomenpaaren starben aus, während die kleine isolierte Gruppe mit 23 Chromosomenpaaren glücklicherweise überlebte und von Generation zu Generation weitergegeben wurde“, sagte Ziqian Hao, Bioinformatiker an der Shandong First Medical University und Autor des Buches . Stady.

Aber Dr. Shuffles glaubt noch nicht an die Engpassgeschichte: „Der Befund ist in der Tat sehr überraschend, und ich denke, je überraschender die Behauptung, desto besser die Beweise.“