Es ist schwierig und selten, Knochen von frühen Menschen und ihren Vorfahren zu finden. Oft müssen Wissenschaftler den Sedimentboden von Höhlen an weit entfernten Orten durchsuchen. Moderne technologische Fortschritte könnten das Feld jedoch grundlegend verändern. Wie Gina Kolta für die New York Times berichtet, dokumentiert eine neue Studie eine Methode zur Extraktion und Sequenzierung von Fragmenten hominider DNA aus Proben von Höhlenschmutz.
Die Studie, die diese Woche in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurde, könnte die Art der verfügbaren Beweise für die Erforschung unserer Ahnengeschichte grundlegend verändern. Forscher des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig haben vor 550.000 bis 14.000 Jahren 85 Sedimentproben von sieben archäologischen Stätten in Belgien, Kroatien, Frankreich, Russland und Spanien gesammelt.
Wie Lizzie Wade von Science berichtet, waren sie überfordert, als das Team die DNA zum ersten Mal aus den Sedimenten sequenzierte. In einem Teelöffel Dreck befinden sich Billionen von DNA-Fragmenten, hauptsächlich Material von anderen Säugetieren, darunter Wollmammut, Wollnashorn, Höhlenbären und Höhlenhyänen. Um die Unordnung zu überwinden und nur hominide DNA zu untersuchen, haben sie einen molekularen "Haken" aus der mitochondrialen DNA des modernen Menschen geschaffen. Der Haken war in der Lage, DNA-Fragmente einzufangen, die sich selbst am meisten ähnelten, und an vier Stellen Fragmente von Neandertalern herauszuziehen, auch in Sedimentschichten, in denen Knochen oder Werkzeuge der Art nicht vorhanden waren. Sie fanden auch mehr DNA von Denisovans, einem rätselhaften menschlichen Vorfahren, der nur in einer einzigen Höhle in Russland gefunden wurde.
"Es ist ein großer Durchbruch", sagt Chris Stringer, Anthropologe am Natural History Museum in London, Wade. "Jeder, der jetzt Höhlen aus dem Pleistozän ausgräbt, sollte [Sedimente nach menschlicher DNA absuchen] auf seine Liste der Dinge setzen, die er tun muss."
Wie kam die DNA dorthin? Die Forscher können nicht genau sagen, aber es wäre nicht zu schwierig. Der Mensch vergießt ständig DNA. Alle Spuren von Urin, Kot, Spucke, Schweiß, Blut oder Haaren würden winzige DNA-Stücke enthalten. Diese Verbindungen binden tatsächlich an Mineralien im Knochen und haben wahrscheinlich dasselbe mit Mineralien im Boden getan, um ihn zu konservieren, berichtet Charles Q. Choi von LiveScience .
Es gibt eine weitere - etwas erschreckendere - Option für die Herkunft der DNA. Die Forscher fanden viel Hyänen-DNA an den Untersuchungsorten, sagt Matthias Meyer, Autor der Studie, Choi. "Vielleicht aßen die Hyänen menschliche Leichen außerhalb der Höhlen und gingen in die Höhlen und ließen dort Kot zurück, und vielleicht war in den Hyänenkot menschliche DNA eingeschlossen."
Die Idee, uralte DNA aus Sedimenten zu ziehen, ist nicht neu. Wie Kolta berichtet, haben Forscher zuvor erfolgreich DNA-Fragmente prähistorischer Säugetiere aus einer Höhle in Colorado geborgen. Aber eine Technik, die darauf abzielt, DNA von Menschen und menschlichen Vorfahren zu finden, könnte das Feld revolutionieren. Wade weist darauf hin, dass eine solche Technik möglicherweise dazu beigetragen hat, Beweise für die Behauptung zu erbringen, dass Hominiden vor 130.000 Jahren in Nordamerika lebten.
Die DNA-Analyse von Sedimenten könnte, ähnlich wie die Radiokohlenstoffdatierung, zu einem Routineteil der Archäologie werden, heißt es in der Pressemitteilung von Svante Pääbo, Direktor der Abteilung für evolutionäre Genetik am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie. Die Technik könnte es Forschern auch ermöglichen, an Orten außerhalb von Höhlen nach Spuren früher Hominiden zu suchen.
"Wenn es funktionieren würde, würde es ein viel aussagekräftigeres Bild der geografischen Verteilung und der Migrationsmuster der alten Menschen liefern, das nicht durch die geringe Anzahl der gefundenen Knochen beschränkt wäre", sagt der Harvard-Genetiker David Reich gegenüber Kolta. "Das wäre eine magische Sache."
Wie Wade berichtet, könnte die Technik auch viele Rätsel lösen, einschließlich der Feststellung, ob bestimmte Werkzeuge und Websites von Menschen oder Neandertalern erstellt wurden. Es könnte auch noch mehr hominide Arten aufdecken, für die wir keine Knochen gefunden haben, wodurch ein noch vollständigerer menschlicher Stammbaum entsteht.
