Was alte DNA über die Vergangenheit der Menschheit erzählt

Noch vor wenigen Jahrzehnten wusste man über die Herkunft der Europäer vorwiegend aus der Archäologie. Man verglich Werkzeuge, Keramik oder Begräbnissitten und versuchte daraus Wanderungen und kulturelle Veränderungen zu rekonstruieren. Heute können Forscher zusätzlich etwas ganz anderes untersuchen: die DNA von Menschen, die vor tausenden oder sogar zehntausenden Jahren gelebt haben. Knochen und Zähne aus Höhlen, Gräbern und archäologischen Ausgrabungsstätten enthalten oft noch lesbares Erbgut, auch wenn es in kleine Fragmente zerteilt. Allerdings müssen diese zuerst von einer viel größeren Menge nichtmenschlicher DNA getrennt werden, die von Mikroben stammt, die nach dem Tod die Knochen besiedeln. Wenn man dieses alte Erbgut mit dem Erbgut heutiger Menschen vergleicht, lassen sich erstaunlich genaue Informationen über Abstammung, Wanderungen und Vermischungen gewinnen. Dadurch erscheint die Geschichte Europas heute ganz anders als noch vor zwanzig Jahren.

Eine Schlüsselrolle spielte dabei der schwedische Forscher Svante Pääbo, der als Pionier der Analyse alter DNA gilt und dafür 2022 den Nobelpreis erhielt. Pääbo gelang es erstmals, große Teile des Neandertaler-Genoms zu entschlüsseln. Durch den Vergleich mit dem Erbgut heutiger Menschen zeigte sich etwas Überraschendes: Menschen außerhalb Afrikas tragen etwa ein bis zwei Prozent Neandertaler-DNA in sich. Das bedeutet, dass moderne Menschen und Neandertaler sich eine Zeitlang miteinander gepaart haben.

Was mit der Entschlüsselung des Neandertaler-Genoms begonnen hatte, weitete sich bald zu einer umfassenden Rekonstruktion der Menschheitsgeschichte aus. Besonders der Genetiker David Reich und seine Mitarbeiter zeigten, wie viel sich aus alter DNA und ihrem Vergleich mit heutiger DNA lernen lässt. Seit gut 15 Jahren ist es technisch möglich geworden, DNA sehr schnell und vergleichsweise kostengünstig in riesigen Mengen auszulesen. So konnte Reich nicht nur einzelne Gene, sondern Hunderttausende bis Millionen Stellen im menschlichen Genom untersuchen. An vielen dieser Stellen unterscheiden sich Menschen durch kleine Mutationen, sogenannte SNPs („single nucleotide polymorphisms“). Die meisten dieser Unterschiede haben keine sichtbare biologische Wirkung, sind aber für die Forschung extrem wertvoll, denn je weiter wir in die Vergangenheit zurückgehen, von desto mehr Vorfahren haben wir diese verschiedenen Stücke unserer DNA geerbt. Die menschliche DNA ist also wie eine Akte voller Aufzeichnungen aus vergangenen Zeiten. Wenn zum Beispiel zwei Populationen viele Mutationen gemeinsam besitzen, die in anderen Populationen nicht oder nur selten auftreten, deutet das darauf hin, dass sie eine Gruppe gemeinsamer Vorfahren haben, die sich untereinander über längere Zeit gepaart haben. Aus einer mathematisch ausgeklügelten Analyse der Gesamtheit solcher Varianten können Forscher rekonstruieren, welche Populationen genetisch enger miteinander verbunden sind, wann sich Gruppen voneinander abgespalten haben und ob spätere Vermischungen stattgefunden haben.

Allein aus der DNA heutiger Menschen konnte man auf diese Weise bereits erkennen, dass die Herkunft der Europäer nicht aus einer einzigen früheren Population erklärt werden kann. Doch erst die Analyse alter DNA machte sichtbar, wie dramatisch Europas Bevölkerungsgeschichte tatsächlich verlief. Statt einer kontinuierlichen Entwicklung zeigte sich eine Abfolge mehrerer großer Wanderungs- und Vermischungswellen.

Die ersten modernen Menschen erreichten Europa vor ungefähr 45.000 Jahren. Sie trafen dort auf die Neandertaler, die bereits seit Hunderttausenden Jahren in Eurasien lebten. Einige frühe moderne Menschen Europas besaßen noch sehr nahe Neandertaler-Vorfahren. Das erkennt man daran and den ungewöhnlich langen zusammenhängenden DNA-Abschnitte in ihrem Erbgut, die eindeutig von Neandertalern stammen. Viele dieser frühen Populationen scheinen später wieder verschwunden zu sein. Während der letzten Eiszeit wurde Europa zunehmend unbewohnbar. Vor etwa 26.000 bis 19.000 Jahren erreichte die Kälte ihren Höhepunkt. Große Teile Europas waren vereist oder tundrenartig. Menschen konnten wahrscheinlich nur in südlichen Rückzugsräumen überleben, etwa auf der Iberischen Halbinsel, in Italien oder auf dem Balkan. Die Bevölkerung schrumpfte stark zusammen.

Nach dem Ende der Eiszeit breiteten sich aus diesen Rückzugsgebieten erneut Jäger-und-Sammler-Gruppen über Europa aus. Diese sogenannten westlichen Jäger und Sammler (Western Hunter-Gatherers, WHG) unterschieden sich genetisch deutlich von früheren Populationen. Ihre DNA zeigt zum Beispiel, dass sie dunkle Haut und dunkles Haar, aber blaue Augen hatten.

Vor etwa 8.000 Jahren begann dann eine der größten Umwälzungen der europäischen Geschichte. Bauern aus Anatolien brachten Landwirtschaft und Viehzucht nach Europa. Lange hatte man gedacht, die Jäger und Sammler hätten einfach diese neue Techniken übernommen. Doch die genetischen Daten zeigen etwas anderes: Die Bauern wanderten tatsächlich in großer Zahl ein. Sie hatten übrigens hellere Haut, dunkles Haar und meist braune Augen und unterschieden sich von den WHG genetisch ungefähr genauso stark wie heutige Europäer von heutigen Ostasiaten. In vielen Regionen Europas wurden die Jäger-und-Sammler-Populationen durch die Bauern verdrängt. Sie konnten hauptsächlich dort weiterbestehen, wo keine Landwirtschaft möglich war. Erst im Laufe der folgenden Jahrtausende nahm der Anteil der Jäger-und-Sammler-Gene wieder zu. Das deutet darauf hin, dass sich beide Gruppen nach einer ersten Phase der Trennung wieder vermischten.

Noch folgenreicher war eine weitere Wanderungsbewegung vor etwa 5.000 Jahren. Mobile Hirtenvölker, die bereits Wagen und Pferde benutzten, breiteten sich aus den großen Steppengebieten nördlich des Schwarzen und Kaspischen Meeres nach Mittel- und Nordeuropa aus. Viele Forscher sehen in dieser Expansion die wahrscheinlichste Ursache für die Verbreitung der indoeuropäischen Sprachen in Europa. Diese sogenannten Yamnaya-Hirten hatten in Europa einen enormen genetischen Einfluss. Sie dominieren zum Beispiel das Erbgut der Schnurkeramik-Kultur der späten Jungsteinzeit. Besonders auffällig ist, dass sich nach der Ausbreitung der Yamnaya in vielen Regionen Europas die männlichen Abstammungslinien drastisch veränderten. In Teilen Mittel- und Westeuropas verschwanden die Y-Chromosome der bisherigen Bevölkerung innerhalb weniger Jahrhunderte fast vollständig zugunsten der Y-Chromosome der Yamnaya. Der Rest des Erbguts zeigt dagegen deutlich mehr Kontinuität. Offenbar hatten Männer der einwandernden Gruppen besonders viele Nachkommen mit Frauen der bereits ansässigen Bevölkerung. Man kann nur ahnen, mit wieviel menschlichem Leid dieser Prozess verbunden war.

Faszinierend ist, wie Forscher den Zeitpunkt solcher Vermischungen bestimmen können. Wenn sich zwei Populationen mischen, besitzen die Kinder zunächst lange zusammenhängende DNA-Abschnitte von jeder Herkunftsgruppe. Mit jeder Generation werden diese Abschnitte durch den Prozess der Rekombination bei der Erzeugung von Ei- und Samenzellen stärker zerstückelt. Aus der durchschnittlichen Länge solcher Abschnitte lässt sich daher berechnen, wie lange die Vermischung zurückliegt.

Die Forschung der letzten Jahre hat dadurch unser Bild der Vergangenheit grundlegend verändert. Die Vorstellung klar getrennter „Rassen“ oder seit Urzeiten unveränderter Völker wird durch die Genetik widerlegt. Vor gut 8.000 Jahren haben sich die damaligen Jäger- und Sammerlerpopulationen Europas genetisch viel stärker unterschieden als heutige Europäer. Dann begann mit der Einwanderung der anatolischen Bauern eine starke Vermischung über große Teile Europas hinweg. Später kam noch die massive Einwanderung der Hirtenvölker aus der Steppe hinzu. Diese großräumigen Mischungsprozesse machten die europäischen Populationen einander genetisch ähnlicher. Fast alle heutigen Europäer sind Mischungen derselben drei Hauptkomponenten: eiszeitliche Jäger und Sammler, anatolische Bauern, sowie Steppe-Hirten. Die Unterschiede zwischen europäischen Populationen entstehen vor allem dadurch, dass diese drei Komponenten regional unterschiedlich stark vertreten sind. Südeuropäer besitzen meist etwas mehr Abstammung von den anatolischen Bauern, Nordeuropäer und Osteuropäer mehr Steppe-Abstammung. Spätere Wanderungsbewegungen, wie die Ausbreitung von Kelten, Germanen, Slawen oder die Völkerwanderung, veränderten die genetische Struktur Europas ebenfalls, allerdings weniger tiefgreifend als die oben beschriebenen großen Umbrüche der Jungsteinzeit.

Bemerkenswert ist, wie gut sich die Ergebnisse ganz verschiedener Forschungsgebiete gegenseitig bestätigen. Die genetischen Daten aus alter DNA passen zu archäologischen Funden wie Veränderungen von Werkzeugen, Keramik und Bestattungssitten sowie zu der Tatsache, dass viele europäische Sprachen und zahlreiche Sprachen Irans und Nordindiens miteinander verwandt sind und offenbar einen gemeinsamen Ursprung haben. Verschiedene Datierungsmethoden wie Radiokarbonanalysen, Jahresringchronologien und genetische Verfahren ordnen diese Wanderungen und Umbrüche übereinstimmend denselben Zeiträumen zu. Ergänzt wird dieses Bild durch die Klimaforschung: Eisbohrkerne, Sedimente, Pollenanalysen und andere geologische Daten zeigen, wann Europa besonders kalt oder wieder besser bewohnbar war. Diese Ergebnisse passen gut zu den genetischen Hinweisen darauf, dass sich Menschen zeitweise in südliche Rückzugsräume zurückzogen und Europa später erneut besiedelten.

All diese Erkenntnisse sind nicht nur wissenschaftlich interessant; sie bringen mich auch in theologischer Hinsicht zum Nachdenken. Einerseits zeigen die Forschungsergebnisse eindrucksvoll, wie eng alle Menschen miteinander verwandt sind. Die Unterschiede zwischen heutigen Populationen sind bezogen auf unsere lange Geschichte erstaunlich klein. Andererseits werden in den genetischen Daten auch die dunklen Seiten der Menschheitsgeschichte sichtbar. Schon lange vor jeder schriftlichen Überlieferung gab es offenbar Unterdrückung und gewaltsame Verdrängung. Das passt gut zur biblischen Sicht des Menschen: Wir sind alle eng miteinander verwandt und tragen gemeinsam Gottes Ebenbild; zugleich sind wir in Sünde gefallen und erlösungsbedürftig.

David Reich erklärt seine Forschung allgemeinverständlich auf YouTube und in seinem 2018 erschienenen Buch "Who We Are and How We Got Here: Ancient DNA and the new science of the human past". In diesem Buch geht es nicht nur um die Vorgeschichte der Europäer, auf die ich mich hier beschränkt habe, sondern auch um andere Erdteile. Außer diesem Buch hat mir wieder ChatGPT beim Schreiben geholfen.

Verwandt mit diesem Blogeintrag ist mein früherer Eintrag "Wir sind eine Familie".

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